Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 74
Текст из файла (страница 74)
13, 16-25). Полагая в (11.10) Э„, = Э„, ь, можно найти максимальную дальность локационного наблюдения г„= гм сосредоточенной цели в свободном пространстве в отсутствие обзора , ~~....,* (4я) Э„р Используя (112), (11.6) - (1!. 10) при фиксированном положении характеристик направленности, получим ч(ь (-.,7,У У (з (. (»32( где гопак (!!.13) Если РЛС осуществляет обзор по двум угловым координатам, то максимальная дальность наблюдения составляет не гм(!),е), а г Если РЛС осуществляет обзор только по азимуту, то максимальная дальность наблюдения составляет ( ( У„( (г, ( (.
(11.(() Энергия принимаемого сигнала и максимальная дальность действия бистатической локации сосредоточенных целей. Используя (11.8), аналогично (11.!О) можно найти Эцр Эбцер(тц ср А ар !(4я) г) гз . ( 1 ! . 1 5). Приравнивая энергию принимаемого сигнала ее пороговому значению Э = Э „, „, считая, что это соответствует максимальным значениям дальностей до цели от передатчика г (= г,,„и приемника г з= г г бистатического локатора в условиях двухкоордияатного обзора можно получить г, гз =(г ). (11.16) Здесь г,„— максимальная дальность действия однопознционного (моностатического) локатора (11.13) по той же цели, с теми же параметрами передающего и приемного антенных трактов, что и у бистатического локатора, н также в условиях двухкоординатного обзора. Определяемые уравнением (! 1.16) границы зоны локационного наблюдения на плоскости соответствуют так называемым авгьзии Кассини.
Вид плоских зон для расстояний между позициями (баз) Б = г,„, Б = 2г,„ и Б = Зг показан на рис. 11.1,а — в. в) 6) Рнс. 11.1 а) При Б > 2г,„односвязная область преобразуется в двусвязную. Двусвязная область характерна для полу- активных систем самонаведения большой дальности. Максимальная дальность активной локации распределенных вторичных излучателей.
Разрешаемые объемы Г или площади Я объемно- и поверхностно-распределенных вторичных излучателей (дождь, туман, дипольная помеха, элементы поверхности), а значит и их эффективные плошади (г„, возрастают по мере удаления от локатора. В связи с этим имеют место отступления от закона четвертой степени (11.10) убывания энергии сигнала с расстоянием г „ прн однопозиционном локационном наблюдении.
В частности, закон (1!.1!) корня четвертой степени длл таксииачьной дальности г м переходит в закон; ° кория второй степени, если эффективная площадь а,„разрешаемых элементов объема Г или площади б распределенного вторичного излучателя возрастает пропорционально квадрату расстояния г„от локатора; ° корня третьей степени, если эффективная плошадь о„разрешаемьгх элементов !' или Я возрастает пропорционально первой степени расстояния г„.
Приведем примеры подобных случаев: > объемно-распределенный вторичный излучатель наблюдается наземной РЛС с остронаправленными двумерными характеристиками направленности Рц, ()3, е) и Гцц (!), е) . Величины разрешаемого объема )г и эффективная площадь а„возрастают пропорционально г„; > то же при острой направленности по азимуту и слабой направленности по углу места, Величины )г и о„ возрастают пропорционально только г„. > Поверхность под самолетом наблюдается бортовой РЛС с остронаправленными двумерными характеристиками направленности.
Величины разрешаемой поверхности Я и ее эффективной плошади о„возрастают пропорционально г„', > поверхность вдали от самолета наблюдается бортовой РЛС. Недостаточное угловое разрешение вдоль луча антенны восполняется разрешением по наклонной дальности. Определяющим изменение о„ оказывается поперечный размер разрешаемой площади Я, возрастающий пропорционально первой степени г„. 156 т т.т.2.
Максимельнея дальность однопозиционной активной локации сосредоточенных целей с учетоы влияния среды Уравнения максииапьной дальности действия составляются в предположениях: ° достаточно высоко поднятых передающей и приемной антеннах, когда справедлива модель интерференции прямой и зеркально переотраженной от плоской земной поверхности волны. Кривизну поверхности и диффузную составляющую отражений учитывают лишь в форме поправок; ° справедливости модели экспоненциального ослабления плоской волны из-за ее поглощения и рассеяния в атмосфере: ° ограничения распространение волн горизонтом, который рассчитывается для радиуса Земли, скорректированного с учетом рефракции в атмосфере (см.
разд. 11.3.4) и без учета неровностей земной поверхности. Множитель Земли. Поле дальней зоны у цели (рис. 11.2) при не очень широких полосах частот РЛС образуется как результат интерференции прямой Е»Е(е) и отраженной от поверхности раздела волн: Е = Ео [ Е(е) + Е( — е) ре '~Р'г"д '1, (11,17) Здесь в = аа — угол места, отсчитываемый от горизонта; Е (М) — комплексная характерисппса направленности ан- -нр тенны по полю без учета влияния Земли; р = ~р~е комплексный коэффициент отражения от поверхности Земли с молулем ф н фазой фр; Жр(Н«)=2л (2Н« зше! Л)— сдвиг фаз колебаний отраженной волны (по отношению к прямой волне) за счет разности хода А'А»= 2Н« з1п е, где Нд — высота «центра» антенны.
Нь! ъ Ап и ь-- 2Нд з(п с Рис. 11.2 Результат интерференции сводится к произведению поля прямой волны Е, Е (е) и комппексного множителя Земли Ез(е) =1+ ре '~~~'~ Е(-е)!Е(с). (1!.18) Множитель (11.18) учитывает переход к эквивалентной антенной системе, включающей наряду с антенной А ее зеркальное изображение А' с измененными в р раз полями. Модуль множителя (11:18), иначе вещественный множитель Земли, имеет вид 21Е(-Я)! 1Е(-Е)1 Е,(г) = 1+!р! ] — ~ +2р] — (соз[фр+~ер ьЬф(Н«)], ] Е(с) Е(е) (11.19) где фр = аг8 Е (е) — аг8 Е (-е).
Множители Земли на прием Е„„з (с) рассчитывают по тем же формулам (11.18)-(1!.19), что и на переда- Епарз(е) . Их значения могут не совпадать при различиях приемной и передаюшей антенн. Среднее значение энергии принииаеиаго сигнапа Земли Э, „з при наличии отражений от Земли выражается в общем случае как произведение значения Э „, для свободного пространства и квадратов множителей Земли на передачу и прием для е = е„: Край«ими спучаяии использования (11.20) являются случаи «отрыва» и симметрии характеристики направленности антенны РЛС по отношению к поверхности раздела. В случае «отрыва» справедливы формулы свободного пространства. Случай сииметрии характеристики направленности ! Е( — е) = Е(е) рассмотрим при дополнительном предположении р = — 1 (!р)=1, ф=! 80'), характерном для спокойной поверхности моря на сантиметровых и более длинных волнах и также для гладкой поверхности суши на метровых волнах.
Поскольку ! — соз2ф = 2з(п ф, то 2 Ез(с) = 21-соз(4яНд з1пе!2 =2!э!п(2яНд сйпе! »8. (11.21) График зависимости (11.21) представлен для Нд/) =3 на рис. 11.3. Число лепестков в этом случае вдвое больше Нд й«По сравнению с »оп Э„„, значения Э„„,з возрастают в з (с отдельных направлениях в 16 раз, Ьь=з снижаясь в других до нуля. р=-1 В наиболее общем случае значения !р!, ф„а значит и множителя Земли, определяются видом поверхности вблизи РЛС (море, О суша), ее состоянием (спокойное, взволнованное море), разновидностью (песок, поле, кустарник, лес), длиной волны ) и поляризацией электромагнитных колебаний в некоторой области земной поверхности, сушественной для формирования отраженных волн (см, подробнее разд.
11.2). Максимальная дальность активной локации с учетом множителя Земли. В соответствии с (11.13), (11.!4), (11.20) пересчитывается из максимально возможной дальности г в свободном пространстве с учетом множителей Земли передающей и приемной антенн (11.22) гтах 3 (е) стах Особенности учета влияния Земли при широкополосной локации. За счет разности хода А'А" прямой и переотраженной от Земли волн (рис.
11.2) возникает разность не только фазовых, но и групповых запаздываний. При широких полосах частот П, когда с — < 2Ндз)пе, 2П возможно разрешение сжатых импульсов, исключаюшее проявление интерференции волн и изрезанности характеристик направленности антенн РЛС.
Измерение разности групповых запаздываний 2Н«сйп е!с исполь- 157 зуется для определения высоты целей (экспериментальная РЛС «Сенрад», разд. 2.2.11). Возможно, в принципе, использование переотраженного импульса для повышения дальности действия РЛС.
Максимальная дальность действия активной локации с учетом поглощения н рассеяния волн в атмосфере. Энергия принимаемого сигнала с учетом влияния Земли и атмосферы определяется по формуле пр ср ЗК ~пр срэл ~1ДАг (11.23) Множители атмосферы РА! г характеризуют ослабления энергии на трассах до цели и обратно. Для однородных трасс (11.24) Р А где удельное ослабление В выражают в дБ/км, при условии, что г выражается в км. Для кусочно-однородных трасс произведения В г в (11.24) заменяются суммами произведений на элементах дальности Ьг, -о,гУВса г, Р =10 (11.25) После введения множителя ослабления для суммар- ной дальности глгг = ЕА~ уравнение максимальной дальности в заданном угломестном направлении (!1.22) с учетом влияния Земли, выбранное в качестве примера, принимает вид рвах Зд (Б) Гвах глк (11.26) Логарифмическая форма записи уравнения максимальной дальности активной локации.
В результате перехода к логарифмическим единицам - децибелам расчет упрощается. Все размерные величины Х предварительно выражаются соответственно в джоулях, квадратных метрах, метрах и производится операция: Х,Б = = 1018(Х). Погарифчическая форма уравнения .чакси.чагьной дальности в заданном угломестном направлении находится из (11.26) 1 свах за, лк(г) в свах лк + сгРпср. до(г)+ епсрз, ло(г)+ 2 1 +г р, пБ(г)+г рэ, лв(г))+ глп по. 4 Сюда, согласно(11.! 3), можно подставлять: ! гвах,дБ РлБ Эпр ввдБ" Сопср,лБ ! г!Опр.до + 4 +ст ср до)-5,50; 1 вах,дБ с ло пр в~п,лБ+Сопср,лв+СОпр,до+ 4 .!оп с лв+2ЛдБ1-8,24; 1 рвах,дБ ( лБ пр ппп,до+'40пср,дБ ! '40пр,лБ 4 ср до 2Лдо) 2 75 158 11.1.3. Зоны еидиарости екгпиеных одноггозиц ионных РЛС Зонами радиолокационного наблюдения (зонами видимости, в частных случаях — зонами обнаружения, сопровождения, распознавания) называют области пространства, для которых обеспечиваются соответствующие условия локационного наблюдения и, в первую очередь, энергетическое условие Э, > Э ,„.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
