Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Этот термин в дальнейшем будем опускать, и рассматриваемые фигуры будем кратко называть параболоидом или гиперболоидом. Подошвой горы является круг радиуса Я„(см. рис. 7.18). Ось вращения фигуры перпендикулярна подошве горы. Высоту горы обозначим через Н. Существует ~олько один параболоид с заданными размерами. А гиперболоидов, имеющих заданный радиус подошвы )г„и заданную высоту Н, можно построить бесконечное множество. Поэтому оговоримся, что термином гиперболоид мы обозначаем один из возможных вариантов гиперболоида с размерами Я, и Н. В рамках обрисованной математической модели оказывается и конус, так как он является частным случаем гиперболоида (вернее, вырожденной формой гиперболоида).
Не будем загромождать дальнейшее изложение математическими деталями и перейдем сразу к обсуждению сделанных выводов. 202 Рис. 7.18. Иллюстрация обозначений. Тремя соседними горшонтальиыми стрелками обозначены линии визирования !чу.;:,":, Оказалось, что при сформулированных выше условиях площадь проекции совокупности рассеивающих элементов, расположенных в ,;Р,;::!:.' интервале Аг„и, можно представить в виде З= А — -Н.И, (7.6.1) где 7г — некоторое выражение, которое мы назовем поправочным коэффициентом. Поправочный коэффициент не зависит от высоты горы Н и зави- сит только от местоположения секущих плоскостей. Вид этой завив ' симости определяется формой горы. Обратим внимание, что в формуле (1) отсутствует множитель ти-" па а1п ~р, так как Ю является площадью проекции, при вычислении которой текущие синусы углов скольжения автоматически учитывают- На рис.
7.19 приведены примеры зависимостей поправочного ко'*':,;;,:, эффициента. По оси абсцисс на этом рисунке отложено А771„, где А— расстояние между ближайшей точкой склона горы и секущими плос;;" костями (см. рис. 7. 18) Рис. 7.19. Поправочный коэффициент 7г в зависимости от местоположения отражающего фрагмента: / — параболоид; 2 — гиперболоид; 3 — конус Р',з 0 0 0,5 1 Я„ Из формулы 1'1) и из рис.
7.19 видно, что влияние параметров Н и !; Р„на отражательные характеристики горы различно. Высота горы Н ,; влияет только на площадь проекции, а значит и на отражающую по-,', '", верхность фрагмента горы. Радиус подошвы горы Я, определяет ин':: тервал дальностей, с которых принимается пассивная помеха. 203 Средние значения множителя )4 (при усреднении по ЛИ„) для параболоида и конуса равны 4/3 и 1 (соответственно). Поэтому, если форма горы не определена, то целесообразно в формуле (1) опустить множитель 1, т.е.
заменить его единицей. Тогда отражающую поверхность фрагмента горы можно вычислять по формуле а = 7,.Ж;ф4,0, (7.6.2) где 74 — Удельный коэффициент РассеЯниЯ, отнесенный к площади проекции облучаемого участка; 5г2ЕФ вЂ” эффективный импульсный интервал, Н вЂ” высота горы. Для отношения помеха/шум получаем П.а д )14 где П вЂ” потенциал радиолокатора лля рассматриваемого импульсного сигнала, д' — средний уровень боковых лепестков односторонней диаграммы направленности антенны в направлении горы (по мощности), Я вЂ” дальность до участков склона горы, подсвечиваемых боковыми лепестками.
На рис. 7.20 представлены оценки интенсивности отраженных от горы пассивных помех, действующих по боковым лепесткам диаграммы направленности антенны. Судя по этим результатам, можно сделать вывод, что работа Л'зв4 импульсами в условиях горной местности будет сопряжена с определенными затруднениями. 10 100 20 30 20 10 20 1О 5 10 0 — 10 10)КО 301 10100 40 Π— 10 -20 0 50 100 0 50 100 0 50 100 а) Я,км О) Р,км в) Я,км Рис.7.20. ЛЧМ импульс; высота горы 1 24м. Зависимости отнов2ения помеха2в2ум от дальности до участков склона горы при средних уровнях боковых лепестков диаграммы в направлении склона 1О 1я я = — 25 дБ (а), 2 — ЗодБ (о) и -35 дБ (в). Кривые (сверху вниз) соответствуют удельным коэффициентам рассеяния 10 1я 7, = — 5 дБ, — 15 дБ, -25 дБ В расчетах данных для рис.
7.20 использовались параметры гипотетического радиолокатора. В частности полагалось, что Лг,~„~ — — 75 м. Если в зоне действия радиолокатора есть только одна гора, то помехой будет закрыт только один участок дальности. Ближней и даль- 204 максим поме- отклоол. я более леннодут за- 1.,;.':.'-ней границами закрытого участка являются минимальная и у мальная дальности видимых фрагментов склона горы. Приче ;:;.:.ха будет действовать даже в том случае, если антенный луч нить от горы в сторону или вверх на сравнительно болыпой уг Если гор много, то помеховая обстановка может оказатьс '„сложной.
Для варианта расположения радиолокатора, представ го на рис. 7.21, на левом краю углового сектора помехой бу ,1',:- крыты все ближние дальности Рис. 721. Радиолокатор в условиях горной местности 205 При исследовании интенсивности отражений ЛЧМ импульса от .~2 земной поверхности приемлемыми были названы отношения поме- ,"'": 1:;::-:эха/шум, не превышающие — 10дБ.
Однако в горной местности во многих случаях интенсивность помехи будет более высокой. Придет- 4:;:,ся использовать специальные процедуры формирования пороговых уровней для обнаружения полезных сигналов на фоне помехи с неизвестной интенсивностью. При разработке подобных процедур главная проблема состоит в '(ях '',"-',',том, чтобы выбрать разумный критерий защиты от ложных тревог. '41:::-::::.' Поток ложных тревог должен быть ограничен, а вносимые при этом !1' '.,з 'энергетические потери полезного сигнала не должны быть больши;;! ми, ,611 '1;:,: 7.7.
Отражения от горы (квазинепрерывные сигналы) Вначале оценим интенсивность тех отражений от горы для КН .„;::::,:сигналов, когда подсвет горы и прием отражений осуществляется ';., главными лепестками передающей диаграммы и приемной диаграм( мы направленности. Одновременно с этими отражениями бу21ут при:,.",„::; ниматься и отражения по боковым лепесткам диаграммы. Интенсив;"", ность отражений, принимаемых по боковым лепесткам, потом оценим отдельно Будем считать, что подсвечиваемый главным лепестком участок '''„""2;-'::,;,-: находится на плоскости„верхняя часть которой наклонена "от нас" на некоторый угол, а в первоначальном положении (т.
е. до наклона) эта ;,' плоскость была перпендикулярна линии визирования Угол между линией визирования и подсвечиваемой поверхностью (угол скольжения), обозначим, как и раньше, через 2)2. Подсвечиваемый участок представляет собой некоторую фигуру — пятно. В расчет мы должны принимать площадь проекции этого пятна на плоскость, перпендикулярную линии визирования.
Эта площадь определяется формулой 5 й2Р где )1 — дальность до склона горы в направлении линии визирования (дальность до пятна), Š— эффективная площадь главного лепестка двусторонней диаграммы направленности антенны [см. формулу (6.3.2)1. Если ~у=90', то все отражения от подсвечиваемого пятна будуз. приниматься одним каналом обнаружения. Эффективная отражающая поверхность пятна равна у, о'. При меньших углах скольжения и при относительно больших дальностях подсвечиваемое пятно не уместится в эффективном импульсном интервале.
Тогда верхнюю часть пятна и нижнюю часть пятна необходимо исключить из расчета — отражения от них попадут в другие каналы обнаружения. Вертикальный размер оставшегося фрагмента проекции примем равным Ьг >Ф1Б~р, где Лг ~ф — эффективный импульсный интервал КН сигнала; Лг,фе — — (2/3)Лг; Лг= сТ/2; с — скорость света; Т вЂ” длительность импульса. Площадь этого фрагмента оцениваем по формуле Ю"=(ИЭ,) (Л„,1Б Р), где .06 — эффективная ширина главного лепестка двусторонней диаграммы направленности антенны [см. формулу (6.5.2)1.
В общем случае, при произвольных Я, площадь проекции подсвечиваемого фрагмента, все отражения от которого попадают в один канал обнаружения (в один эффективный импульсный интервал), будет определяться формулой ~б', если о' < о", о", если Л' > Я". Теперь можно записать формулу для отношения помеха/шум, когда зондирования производятся КН сигналом, а подсвет горы и прием отражений осуществляются главными лепестками диаграмм направленности: Пу,ю я" где П вЂ” потенциал радиолокатора для КН сигнала, у, — удельный коэффициент обратного рассеяния, отнесенный к площади проекции облучаемого участка. Обратим внимание на то, что формула для отношения помехМдум состоит из одного слагаемого, в то время как при соответсз.— 206 ' вующих оценках применительно к земной поверхности производи' лось суммирование по интервалам неоднозначности.
При оценках ' отражений от горы можно ограничиться учетом только одного ин, тервала неоднозначности, так как в случаях, представляющих инте' рес, отражающие элементы в осгальнйх интервалах располагаются ; вне главного лепестка диаграммы направленности антенны. На рис. 7.22 представлены зависимости отношения помеха/шум от , дальности до облучаемого участка горы. 10109 ' 90 80 80 но ';,зф!, 70 70 — 70 60 60 50 50 0 50 100 0 50 100 0 50 100 а) Я,км 6) Л„км а) Я, км Рис.
7.22. Интенсивность отражений от горы прл углах скольжения 10' (а), 30' (б) н 90' (в). Кривые (сверху вниз) соответствуют удельным коэффициентам рассея>шя 10 1я уо = -5 дБ, — 15 дБ, — 25 дБ. КН сигнал с частотой говторения импульсов 60 кГц По графикам на рис.7.22 видно, что если склон горы не очень !.',',.; крутой, а удельный коэффициент рассеяния небольшой, то отноше- ния помеха/шум не превышают предельно допустимого значения :-":- !,, 30дБ даже иногда, когда гора находится на сравнительно небольшом расстоянии от радиолокатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
