Трухачев А.А. Радиолокационные сигналы и их применения (2005) (1151792), страница 40
Текст из файла (страница 40)
В этом случае можно работать КН сигналом без каких-либо осложнений Если же перечисленные условия не выполняются (в особенности 'г';:х при большом удельном коэффициенте рассеяния), то отношение по- ,;!'".'.'' меха/шум может оказаться неприемлемо большим. Тогда для сохра:, '!: нения работоспособности радиолокатора придется искусственным путем уменьшать его потенциал. Уменьшение потенциала в данном „:: - случае практически не приведет к ухудшению общих характеристик .;.:::. радиолокатора, так как все цели, расположенные перед горой, будут находиться на небольшом удалении Отметим еще некоторые особенности, имеющие место при работе КН сигналом на фоне отражений от горы (по сравнению с импульс): " ными сигналами). Если гора находизся не слишком близко, то не требуется никаких дополнительных мер для обеспечения работоспособности радиолока- - тора.
Не нужно устанавливать никакой мертвой зоны перед горой и '::,; даже не нужно бланкировать дальности, иа коюрых расположен склон горы. Более того, если вдруг окажется, что с горы быстро ска- 207 2 Н л'„ 3 Д Отношение помеха/шум можно определить по формуле П.о,.д~ л" (7.7.1) где П вЂ” потенциал радиолокатора для КН сигнала, дз — средний уровень боковых лепестков односторонней диаграммы направленности в направлении горы (по мощности), Я вЂ” средняя дальность до участков склона горы, подсвечиваемых боковыми лепестками.
Численные оценки с применением формулы (1) показывают, что отношение помеха/шум достигает 80дБ лишь тогда, когда радиолокатор находится в непосредственной близости от горы (например, на расстоянии, не превышающем 1 ... 2 км). При ббльших расстояниях, если используе~ся КН сигнал и антенный луч направлен в свободное пространство, а подсвет горы осуществляется только боковыми лепестками диаграммы, помеховый сигнал будет находиться в пределах динамического диапазона. Если антенный луч направлен на склон горы, то отражения будут приниматься как главным лепестком диаграммы направленности, так и боковыми лепестками.
Интенсивность отражений, принимаемых боковыми лепестками, будет существенно меньше интенсивности отражений, принимаемых главным лепестком. тывается какой-то предмет или съезжает какое-то сверхбыстроходное транспортное средство, то такая движущаяся цель может быль обнаружена КН сигналом точно так, как если бы гора отсутствовала. Оценим теперь интенсивность отражений от горы, когда антенный луч направлен в свободное пространство, а подсвет горы осуществляется только боковыми лепестками диаграммы направленности антенны. Отражающую поверхность фрагмента горы, соответствующего одному интервалу неоднозначности, можно оценить по формуле (7.6.2).
Только теперь под Лг,~е следует подразумевать эффективный импульсный интервал КН сигнала: /«г,фф — — (2/3).Ьг; Лг — импульсный интервал КН сигнала. Число интервалов неоднозначности, с которых осуществляется прием отражений, равно Я,//«/(, где ߄— радиус подошвы горы, /«Я — период неоднозначности измерений дальности; Ак = Д /«г; Д вЂ” скважность. Окончательно получаем, что отражающая поверхность всей горы определяется формулой 7.8. Влияние Земли при малых углах места При наблюдении низколетящей цели своеобразной помехой яв.
ляются зеркальные отражения от Земли, которые интерфсрируют с , полезным сигналом. На входе приемника действует суперпозиция : четырех сигналов, отличающихся траекторией распространения. Эти -'„траектории можно описать следующим образом: передающая антенна — цель — приемная антенна; передающая антенна — цель Земля — приемная антенна; Ф д ::::Ф::: передающая антенна — Земля — цель — приемная антенна, ,-;:,'Ф!, передающая антенна — Земля — цель — Земля — привмная антенна Вопросы, излагаемые ниже, связаны с распространением радио,",;"~«,":-волн. Причем, нас будет интересовать рассматриваемое явление не в ":к..",.",::"',полной мере, а лишь в той части, которая связана с искажением фор.:;.-; ~-",.мы диаграммы направленности в вертикальной плоское~и (из-за '- '',;-'::,влияния Земли). Поэтому, под терминами "прямая волна'* и "стра.;«~ ~;::",',женная волна" мы будем подразумевать не какие-нибудь реальные ~';у~::; 'радиоволны, а лишь те множители, которые определяют диаграмму "~М':;::=;::, 1направленности и которые должны быть составной частью коррект',"с",;::-,'ных выражений, описывающих реальные радиоволны.
А в полной '.;~.". мере энергетические показатели распространения радиоволн учиты- ,';;:-:.ваются в формуле радиолокации,по которой вычисляется отношение ;;,;:-::::; сигнал/шум. Как и прежде, коэффициент усиления для неискаженной диа!с „,,";!', граммы направленности антенны принимается равным 1. Реальные '",',';;;:. значения коэффициентов усиления должны быть учтены при вычислении потенциала Диаграмма направленности находится с учетом рефракции и ни- ;~,:-'„:.. терференции радиоволн -':,',е:,.„:.',::!:: Рефракция учитывается типовым способом: в соответствующие ",„««."-.
выражения вместо истинного радиуса Земли Я„подставляется его увеличенное значение /1, = (4/3)/1„ Для учета интерференции необходимо задаться коэффициентом ; —,;:: отражения от земной поверхности. Приведенные далее аналитиче=;::, скис выражения получены для произвольного значения коэффициен- ':, ~,"«та. В численных расчетах принималось, что модуль коэффициента -", '";"' .
отражения равен !„а сдвиг фазы при отражении равен к [39, стр. 4051. Найдем вначале фазовый сдвиг для отраженной волны, т.е. для волны "'передающая антенна — Земля — цель'. Имеем в виду фазовый сдвиг по отношению к прямой волне '"передающая антенна— '!-.:;,':;:: цель". 1;:,,'":, Смысл используемых далее обозначений ясен из рис. 7.23. В частности, через Ь„обозначена высота радиолокатора (высота фазового центра антеннй) над земной поверхностью, ܄— высота цели, /1 —— « 'дальность до цели. 209 1(к) = Рнс. 7.23, Иллюстрация к вычислениям фазового сдвига отраженной волны г [(['1 г (а)| ' (,= — я г!р,' ' гр,г,+г,': л = О ((, ((, . ( р ' — — гг((,,!(.
' . Используя теорему косинусов, получим: (Я, + Ь )' = Я,' + 1' — 2Я,1 соз(а -р к1(2); (Я, (- Ь„) = Я~ + 1,'; — 2Я1„соз(а+ к1(2) . Обозначим к = з(п а. Учитывая, что соа(а + л/2) = — к,' и, решая квадратные уравнения, находим: сг г + 2(1 ь + ьг Зная 1р и 1„и учитывая, что соз(л — 2а) = 2к — 1, из уравнения Я' =1'+1„' — 21,1„соз(л — 2а) получаем И, наконец, находим фазовый сдвиг: Лрр = (ро + 2я(1р -(- 1„— Я) 12., где (ро — сдвиг фазы прн отражении, Х вЂ” длина волны.
Параметр к удобно принимать в качестве свободной переменной, варьируя которую можно получать точки на интересующих нас зависимостях. Если к менять с равномерным шагом, то шаг изменения дальности до цели )! будет несколько отличаться от равномерного шага. При статистическом моделировании радиолокационных наблюдений возникает необходимость исследовать конкретные точки траектории (например, при заданной дальности Р). В таких случаях приходится заниматься подбором параметра к. 210 -'::., Если задана дальность Р, то соответсгвующее значение к являет„" д, решением уравнения Я =-„р"(к), годе !,( (= — Л„Д '+го,г, +г,'; („((=-г, Гр,* * гр,г. г.' Обозначения 1р и 1„на рис. 7.23 соответствуют функциям 1р(к) и 1(к) в приведенном уравнении. Для решения уравнения можно применить либо метод Ньютона, („4,. либо метод секущих Ф ;;, :;="':~~~:,:,' Рекуррентное уравнение, основанное на методе Ньютона, имеет (г (ко) — я 1!г' .( (ко) ;;",.
";::;~'"где к, — приближенное решение уравнения, к, — более точное ре;::шение, !"(к) = а(к)((у(к); а(к) = [1,(к)+1„(к)1[1,'(к)-р 1,„*(к))— — 41р(к)1„(к)к — 2[1' (к)1„(к) +! (к)1„'(к))к'; 1р(к). Лг, 1„(к). Я, 1,'(к) = "; 1„(к) = ™ 1р(к)+кЯ, " 1„(к)+кй, ('-В Качестве начального значения в первой итерации можно задавать :;,'!'-ко = О. Для решения уравнения потребуется несколько итераций (не Ф „'=';=,,';более десяти). Метод секущих приводит к рекуррентному уравнению Я„„-- Я ко' 11ов .1 (ко ) "-,'р,.";.::;: где Р„, — максимальная дальность прямой видимости цели: :(Р, 1;:: г„.=1гр,г,+г,' 1гр,г.
г.'. ;;";,:При использовании метода секущих в качестве начального значения ~' подставляется к, = 1. Максимальная дальность прямой видимости 1(,г, — — зто дальность о',;: !,";.';до цели, находящейся на заданной высоте, когда линия визирования ':,, цели явяяется касательной к поверхности Земли 21! Задача корректна, если Е < Я„,. Теперь можно перейти к непосредственному вычислению диаграммы направленности антенны с учетом влияния Земли.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
