Финкельштейн М.И. Основы радиолокации (1983) (1151793), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Аналогичное явление происходит при облучении земной поверхности. Здесь для получения одинаковых амплитуд отраженных сигналов от одинаковых целей на земной поверхности, находящихся на разной дальности, требуется, чтобы нижний участок ДН был горизонтальным (рис. 6.9, б). Для аналитической записи основного горизонтального участка ДН по напряженности поля Е (е) в полярной системе координат воспользуемся рис. 6.9, а, откуда следует, что Е (е) = К сзс е. Такая ДН носит название косекансной. В нормированном виде при е„ы ( е ( е „она записывается как г'в(е) = — =— Е (в) сзс е Еша* сзс ешш (6.5.2) Диаграмма направленности по мощности пропорциональна величине Е' (е), т.
е. сзс' е, а следовательно, Ер (з) = сзс' (е)/ сзс' е„„, (6,5.3) (см. пунктир на рис. 6.9, б). Как видно, в данном случае точечных изотропных целей требуемая для обеспечения одинаковой дальности (одинаковой мощности сигнала на входе приемника) косекансная ДН Ев (е) отличается от случая отражения от диффузной поверхности (6.3.3) множителем У созе. Диаграмма видимости (6.5.1) определяется путем расчета, однако, как правило, все факторы, влияющие на максимальную дальность действия и на результнрукяцую ДН, учесть трудно, так что окончательная корректировка зоны видимости производится путем облета РЛС. На рнс.
6.10 показаны реальные диаграммы видимости некоторых РЛС УВД. 2. Постоянство площади диаграммы видимости. На рнс. 6.11 показан сектор обзора (диаграмма видимости) с угловым размером О, и радиусом /У„просматриваемый РЛС. Площадь сектора равна Р~Ос/2. Пусть теперь максимальная дальность умезыпится в л раз до 1),/л.
В этом случае при прочих равных условиях (т. е. при тех же полной излучаемой мощности, способах обзора и обработки) коэффициент усиления антенны согласно уравнению радиолокации (Е)с ')/6) падает, как 6» 1/лс. Учитывая, что 0 1/О Ор, угол зоны видимости возрастает до лсйс. Таким зуу образом, площадь диаграммы видимости остается той же: 10е)п)апайе72 = 0 61е72. Если теперь учесть азимутальный размер зоны видимости 0ейр, то полный объем, просматриваемый при обзоре, $' (0оО,/2)0еО6, откуда )г 0оо/гг 0 во/03 0е, т. е.
полный объем пропорционален радиусу зоны видимости с постоянной площадью в вертикальной плоскости. гд нвм аг за га О зl а з Рис. 6.11, Постоянство плаща. ди диаграммы видимости паа агзг гл н га з о и и га го я за и за агдгч ггюмнпи ем акилина иркигаисем геиги о) Рис.
6.12. Учет кривизны зем- ной поверхности Рис. 6.16. Диаграммы видимо- сти РЛС Из постоянства площади диаграммы видимости РЛС следует, что при увеличении потолка зоны до 2Н, дальность ее уменьшается до 0о/2, откуда просматриваемый объем )г также уменьшается вдвое. 3. Учет кривизны земной поверхности. Кривизна земной поверхности ограничивает предельную дальность РЛС дальностью прямой видимости, которая, как известно, рав- на 0др ) 2йз (ф Н+ )/лл), (6.5.4) 676 где 1сз = 6370 км — радиус Земли; 17„— высота антеннь7, а Н вЂ” высота цели над земной поверхностью. Так как обычно Н >й„, то Р„р ж ~Г2Я„Н или Рар м 113~/Йкм.
С учетом нормальной рефракции (см. 5 6.2, п. 1) следует пользоваться эквивалентным радиусом Земли йз. = 4йз/3, откуда Р,р, ж 130)/ Й км. Кроме того, кривизна земной поверхности приводит к уменьшению дальности обнаружения цели Ц„пролетающей на одной и той же высоте над поверхностью земли, по сравнению с целью Ц„которая находится на одной н той же высоте над плоскостью горизонта. Это связано с тем, что первая цель пересекает границу показанной на рис. 6.12 диаграммы видимости на более близком расстоянии. Вместе с тем цели, скрытые за горизонтом, в обычных условиях вообще не обнаруживаются.
Связь между высотой цели над горизонтом Н„и истинной высотой Н определяется с помощью рис. 6.12 следующим образом: )~з + Р' — 2йз Р соз (90' + е) = (рз -1- Н)з. Учитывая, что Н< Яз, находим Н ж Р з1п е+ Р72Язж Нг+ Р7Ыз, т. е. поправка ЬН = Н вЂ” Н„- РЧМз. (6.6.6) Чтобы учесть кривизну Земли, после построения обычной диаграммы видимости в прямоугольных координатах Н, Р надо провести в масштабе дуги равных высот Н, соответствующие радиусу земли Яз, (рис. 6.10, а). Другой способ основан на том, что все точки зоны видимости, а также точки линий равных углов места приподнимают на.
величину высотной поправки Н вЂ” Н„, так что координатная сетка остается прямой, а линии равных углов места искривляются. Следует отметить, что кривизна земли вызывает еще сферическую расходимость при отражении и дифракцию. Сферическая расходимость в пределах площади вблизи антенны, участвующей в формировании отраженного луча, мала. При этом большее влияние оказывает не кривизна Земли, а рельеф местности. Поэтому влиянием этого фактора на диаграмму видимости можно в первом приближении пренебречь. То же относится к дифракции на очень высоких частотах радиоднапазоиа. 379 а.а. ЛОГАРИФМИЧЕСКАЯ ФОРМА УРАВНГНИй ДАЛЬНОСТИ В настоящее время для практических расчетов рекомендуется логарифмическая форма обобщенного уравнения дальности РЛС.
В связи с этим обобщим простейшее уравнение дальности (6.1.10). Введем вместо квадрата коэффициента усиления б', используемого в случае одной приемо- передающей антенны, произведение коэффициентов усиления приемной и передающей антенны б„б р. Аналогично интерференционный множитель земли Р„„ в уравнении (6А.1) разобьем на множители передаюгцей Р и приемной Р,р антенн так, что Р„„(е) = )~'Р„Р',р.
Таким образом, в числителе уравнения дальности (6.1.10) следует заменить б~ на бпбпю а в (6.4 1) Раея=1Уо)' Рпрпр. В отличие от идеального уравнения (6.1 ИО) необходимо также учесть потери, вводя в знаменатель (6.1.10) множитель Е = Е Е,„Е„., где Е, — коэффициент, учитывающий потери в фидеое — передатчик †антен, в антенном переключателе и других узлах, включенных между передатчиком и антенной [кроме определяемого КПД антенны т1 „в формуле (6.1.2)].
При отсутствии других уточняющих данных Е„принимается равным 1,6 дБ. Множитель Б„ учитывает уменьшение коэффициента усиления антенны при ее сканировании (для типичной ДН он равен 1,6 дБ); й„ вЂ” потери обработки сигналов. Мощность порогового сигнала согласно (4.2.23), (4.2.24) Р з „, = йр ((У)ИТ,„А~,р, где йр (У) — коэффициент различнмости для У импульсов. Для оптимальной полосы пропускания согласно (4.3.7) А~„= Цт„, причем обычно принимают ь ж 1. Используют представление Раз = АТ„Йр (А')/тш, где Арр (1У) = йр„(У)и„,Е,„— реальный коэффициент различимости; йр„— коэффициент различимости при когерентном накоплении; а„, — коэффициент потерь (см.
$ 4.6, п. 4) рассогласования. Иначе говоря, а„,С„ = а,зщ — общие потери коэффициента различи- мости (4.6.3). Эффективная входная шумовая температура определяется по формуле Т = Т„+ Т,р + Е„рТ„где Т„, Т э- Т, — шумовые температуры соответствейно антенны, лй, нии передачи антенна — приемник, приемника (эффективная входная шумовая температура приемника), К; Е р— потери в линии передачи антенна — приемник (при отсутствии уточняюгцих данных берется 1,6 дБ). 380 Расчет шумовых темперзтур производится по следу!ощим формулам: Т и = (0,8767л — 264)/1 и + 290 где 7» — шумовая температура в кельвинах (К) идеализированной антенны (без потерь, с боковыми лепестками, не направленными к земле), расположенной над полностью отражающей поверхностью; /. „= 1/т! „— коэффициент потерь антенны; 7,р = 290(Ьпр — 1); 7, = 290(Кш — 1).
Учитывая сказанное выше, запишем обобщенное урав. пение дальности в свободном пространстве Рп тп оп оцр пц 1. Ро = \ 64цп ЬТш Ьрп ппс С откуда Р, = зп!!!д ~4 [76,6+ 10!д Р, + 10 1д та+ О, + + бпр + 10 1я оц + 20 1яХ 10 1я Тш Арп япп — /.. — С,„— /..1). В этой формуле Р, выражается в километрах; Р в ваттах, Рпг Опрю Арпа апп, / и, Ь„„Е„в децибелах, 7 в кельвинах, т„в секундах, оц в метрах квадратных. Далее для учета влияния земли следует определить Р„„= Рпдг" и Р,р и рассчитать влияние поглощения радиоволн в атмосфере.
Для этого рекомендуется метод последовательных приближений. Определяется коэффициент 'потерь на поглощение в атмосфере /.пм дБ, на расстоянии Рапп (/а1 = ГРпеп где à — удельное затухание, дБ/км). Если Е„~ ( 0,1 дБ, то в качестве окончательного значения дальности принимается Р „. В противном случае определяется коэффициент умейьшения дальности б, = = ап!!!я ! — /.„~/401 и первое приближение дальности Р, = б,Р„„. Далее находится коэффициент потерь й„, на расстоянии Ро Если /.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
