Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 78
Текст из файла (страница 78)
(1 !.82) 11сн э р Зсццн Рис. 11Д8 Согласно же закону преломления Снелля в данном случае и гйп(0+ ЬВ) = (и — Ьн) з)л(0 — Ьг!) . Используя приближения гйп(6 + Ье) = зйпВ + созеле, гйп(6 — Ь21) = з)пе — созелгь справедливые при малых Ье, Лгь а также пренебрегая малыми второго порядка, после преобразований, получим пса«В.ЬВчзнзе ЬпьцсозВ.Ь11=0. (11.83) Подставляя в (11.83) значение Ьэ) из (11.62), умножая обе части равенства на отношение )!! Ь)! и переходя к пределу Ь)! -+ О, найдем ай , дн .
д нЯ соз 0 — + к айп 6 — + и зйп 6 = — (нк з1 и 6) = О, И И аЯ что и обосновывает закон (11.61): пйз)не = сопзг. Расчет рефракцнонной погрешности для нулевой 'высоты расположения РЛС. Из (11.14) имеем —" = — 188. (11.84) сЯ Я 166 1ОО 50 Гц=5Ц 400км 300км 20 !О 50«м 20кот 1Окм 250км м \ ж !О 4]0,5 0.2 О,! 0.05 5км 2 !5! Ш !00км НтГ! к à —.
Ок 0,02 0,01 О.! Рис. 11.19 где (1 !.69) гц = тэв = Ео -Е ц (1!.70) 167 При любом кажущемся угле места цели е, известен начальный угол падения на преломляющий слой к Оо = — -ео, соответствующий уровню моря )г=ао. Для 2 произвольного значения Л из (1!.6!) можно найти о!00 = — — созео, ттО )то (11.65) и )! а значит входящий в (11.65) !86 = 1пе/ /1-з!и'0 =1//зтп'0-1. (1 !.66) Интегрируя (11.65) по )! !2.9] от К, до )!о+ Н„, где Н„- высота цели над уровнем моря, а Нн полагается пока нулевой, и, используя (11.65) и (1! .66), можно получить Ло+Н ) .
(11.67) 2 2 ]г/2 Ло Я](нд/нОЯО) зес оΠ— 1] Истинный угол места цели е < ео можно найти по я тупому углу — ь е из треугольника ОзОА, отождествляя 2 точку А на рис.1!.18 с местоположением цели. Используя теорему синусов, получим (Я+Н ) к о = о„=агсо!и "з1пт) — —, (1!.68) г„1 2 Рефракт!ионная ошибка — разность кажущегося и истинного углов места Предположение о малости рефракционных ошибок в описанной методике расчета не используется.
В настоящее время вычисления, без такого предположенияпод силу современным персональным компьютерам при любой модели тропосферы. Вычислительные ошибки на малых углах места при этом не возникают. Особенности расчета рефракционной погрешности для конечной высоты расположения РЛС. Если антенна РЛС расположена на высоте Ню то ошибку Ье можно вычислить по приведенным формулам (11.67)- (11.70), если йо заменить на Яз+ Ню а Н„заменить на Н„-Ню Это справедливо и в том случае, когда Н, < Ню Примеры вычисления угломестных погрешностей в однородной тропосфере. Погрешности определяются общими соотяошениями (11.67)-(1!.70).
Результат вычисления угломестной ошибки Ье по формуле (11.70) в зависимости от угла места цели е; — е„для различных значений Н„приведен на рис 11.19. Использована экспонеициальная модель при Н;313, Н,=7,35 км. На том же рисунке приведены кривые пересчета дальностей г„в упш места е= е„, найденные путем решения квадратного уравнения (11.28) относительно з!и к„для различных значений Н; — Н„„„ Графики, подобные приведенным, особенно при надлежащем метеорологическом обеспечении, могут использоваться не только для оценки рефракционных ошибок измерения высот целей, но и для введения поправок на эти ошибки. Флюктуационные угломестные ошибки. Обусловлены турбулентностью тропосферы и возникновением неоднородностей различного масштаба — крупномасштабных, среднемасштабных, мелкомасштабных.
Грубо оцениваются в миллирадианах величиной 0,01с!8 е подробнее см. 12.9, с. 33! и 7.34]. ! 2 5 !О 20 50 !ОО 200 500 НХЮ Уптз места. мрац 11.3Я. Групповое запаздывание сигнала и доплеровская частота в тропосфере Групповое запаздывание в однородной недиспергирующей среде. К понятию группового запаздывания (запаздыванию «группы частот») приходят, рассматривая прохождение огибающей узкополосного немонохроматического колебания на несущей ~=~р через линейную систему (разд. 8.7.3) с фазочастотной характеристикой цт(7) и близкой к равномерной амплитудной характеристикой.
Максимум амплитуды колебания передается при этом с групповым запаздыванием т„=(2л) (о!Ч/т(()О, (11.71) где (оа!т/т(7') Π— производная цт(7) в точке/=Д. Отрезок пути А~ распространения волны в тропосфере можно считать линейной системой с линейной же фазочастотной характеристикой т!т(/) = 2я/Ъя/чф, поскольку ехр(12л (Г -аз/чф ! = ехр(2!2я/! — 2яЬо/чф ! .
Групповое запаздывание иа этом пути, рассчитанное согласно (11.71), составляет г,„= Ьз/чв, т.е. групповая скорость ч„= А~/гг совпадает с фазовой чгр =да)/~Ьз(чф) =чф. (!1.72) Среды с линейными фаза-частотными характеристиками т!т(/), в которых фазовые и групповые скорости не отличаются, называют недиснергир»юи!иити средаии.
Тропосфера является недиспергирующей средой. Погрешность измерения дальности на элементе луча при рефракции в тропосфере. Групповое запаздьвание на элементе т5з искривленного луча (рис. 11.18) при активной локации составляет 2Ыч„=2Ьзlчо. В отсутствие рефракции луч был бы прямолинейным и запаздывание составило бы 2дг 7 с, где Аг отсекается теми же проведенными из центра Земли концентрическими сферическими поверхностями, что и Аз. Временная погрешность определяет дальностную с (2Ь~ 2Ьг ) Аг, = ' ' =пЛ, Лг (!! 73) 2~ УЕ с Совокупная погрешность измерения дальности прн рефракции н тропосфере.
Элемент длины л55 искривленного луча Я может быть выражен через приращение радиального расстояния Ь)1 (рис. 11.! 8) Ьа = Дй/соз(0-цл) ы цг!гсозб = Ьй! л! ! -а!и О . (11.74) Интегрируя (!!.73), учитывая (11.65) и проводя преобразования, подобные использованным при выводе (11.67), совокупную погрешность измерения дальности при рефракции в тропосфере можно представить в виде вес во Лов Н и МК Аг — гц,(11.75) п )! ~пР~пойо) зес ео 1! 2 2 где г „соответствует (11.69). Результаты расчета Ьг в зависимости от Нц, е, для экспоненциальной модели при Хо=313, НО=7,35км приведены на рис. 11.20. Цти 50 го и 1О 1 0.5 0,2 О,! 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 У~он наива. ирка Рнс.
11.20 Доплеровская частота в тропосфере. Она не совпадает с дотеровской частотой в вакууме за счет: ° отличия направления вектора фазовой скорости волны уь в точке местонахождения цели (описываемого углом 6 на рис. 11.! 8) от направления «РЛС вЂ” цель», что связано с искривлением всей траектории распространения волны; ° отличия абсолютного значения фазовой скорости волны ча в точке место/ нахождения цели от его значения в вакууме за счет неединичного пока- Я 200 о' зателя преломления п в / В 1ОО этой точке; Я 50 ц / ° нестационарности зо среды на пути распро/ 5' / странения — эффектами / й ю тропосферного ветра, выа / / — 1ОМ/и ЗЫВаЮЩИМИ ИЗМЕНЕНИЯ й 5 ваиыла фазы и ее производной— з — — иуаева ~Г ааа,„ат частоты и ' г 1 Оценка первого фак- тора приводится ч„'„и и ! !.ц рис. 11.2! по данным Рис.
1!.21 12.9] для высоты полета цели 30 км, скорости по- 166 лета 6 кмгс, направления полета, перпендикулярного линии визирования, и углов места О, 5 и 15'. Второй фактор не был существен из-за большой высоты полета, третий фактор не учитывался. 11.3.1. Виды рефракции. Аноиалии распространения радиоволн в тропосфере Виды рефракции.
Как уже отмечалось, для «стандартной» тропосферы характерна положительная (нормальная) рефракция (-Ып г' гН) > О. Нижние слои атмосферы оптически плотнее верхних. Траектория радиоволн прижимается к Земле (кривая 1, рис. 11.22). Для ионосферы, как увидим, рефракция оказывается ниже максимума РЛС концентрации электро- нов положительной, а 4 вьгше о рицательной (кривая 2), возможна и нулевая рефракция (кривая 3). Аномалии рефракции в тропосфере. Нормальная тропосфериая рефракция при определенных условиях может переходить в аномальную, называемую сверх- рефракцией (кривые 4,5 рис. 11.22). Сверхрефракуии наблюдается, когда нижние слои воздуха охлаждены и насыщены влагой: ° иад морем летом; ° в степных районах в утренние часы.
Кривая 4 (рис. 11.22) соответствует критическому значению производной индекса рефракции по высоте — = —.1О =157. 6 1Н )!з В этом случае кривизна луча точно совпадает с кривизной земной поверхности. Луч, посланный горизонтально, огибает Землю. При аол!! гН>157 создаются условия для последовательных переотражений волн, посланных под углом к поверхности Земли.
Энергия концентрируется в тропосферном волноводе высотою 40...200 м. При сверхрефракции возрастает дальность обнаружения местных предметов. Виды экранов одной и той же РЛС в отсутствие условий для сверхрефракции и при наличии этих условий показаны соответственно на рис. 11.23,а и б. Отражения от местных предметов на рис. 11.23,6 до дальности 100км подавлены системой защиты от пассивных помех. б) а) ! - Крыллсиие горы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
