Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Информационная же способность оператора не превышает 20 двоичных единиц информации в 1 сек. Такое несоответствие приводит к потерям в энергии порогового сигнала. Как следует из экспериментальных данных, эти потери зависят от вероятности правильного обнаружения в каждом цикле обзора. Для значений О, заключенных между 0,9 и 0,5, потери могут изменяться от 2,0 до 7,5 дб. Потери на цифровую обработку можно определить по графику рис. 3.57. При гг = и,„, дополнительные потери по сравнению со случаем квадратичного накопления не превышают 1 — 2 дб.
Поггравка, обусловленная неточным учетом формы диаграммы направленности (г:,). До сих пор предполагалось, что форма импуль- 9Б Зак. 1200 249 сов пачки прямоугольная, а их амплитуда соответствует максимальному коэффициенту усиления антенны. Реально же пачка при заданном максимальном коэффициенте усиления модулируется непрямоугольной диаграммой направленности. При одинаковой ширине результирующей диаграммы направленности (на передачу и прием) по половинной мощности суммарная энергия непрямоугольной пачки меньше энергии прямоугольной. 11ля гауссовой характеристики направленности энергетические потери составляют примерно ~о (дб) = 2 дб (приложение 7).
Потери в линии передачи (~1о). Сюда относят потери в фидерных линиях от выхода передатчика до входа передающей антенны, а также от выхода приемной антенны до входа приемника (включая потери в разряднике в случае одноантенного построения радиолокатора). Если эти потери невелики и суммируются с остальными, раздельно их не учитывают (как ослабление мощности передатчика в фидерном тракте и соответствующее изменение коэффициента шума приемника). Помимо рассмотренных основных существуют другие виды потерь, например за счет ухудшения параметров радиолокатора в ходе эксплуатации, возможного ограничения сигнала в тракте приема (последние невелики) и т.
п, В каждом конкретном случае расчета дальности действия РЛС важно выяснить все источники потерь применительно к условиям работы аппаратуры. С учетом всех независимых потерь выражения для результирующего коэффициента различимости принимаемого импульса и его пороговой энергии могут быть записаны в виде ~и (дб) = 1~о (дб) +..'~~ ~ (дб) ~пр мии = ~и й/о. В качестве примера рассчитаем дальность действия радиолокатора в свободном пространстве, без учета затухания в атмосфере, если заданы: мощность излучения Ри = 1 Мвт, коэффициент усиления антенны биои, = 1000, рабочая длина волны Х = 25 см, длительность импульса ти = 10 мксек, частота следования импульсов г"=400 ги, ширина диаграммы направленности антенны в азимутальной плоскости по уровню половинной мощности ро ов = 4', темп обзора п = 6 об/мин (угловая скорость Зб град/сек), коэффициент шума приемника Ш = 5, относительная шумовая температура антенны /, = 0,2, полоса пропускания УПЧ П = 300 кгпв, полоса пропускания видеоусилителя оптимальная, скорость раз-, вертки индикатора по дальности о = 0,25 мм/мксек, диаметр пятна трубки д = 1 мм, вероятность ложной тревоги Р =10 — ', вероятность правильного обнаружения Р = 0,9, среднее значение эффективной отражающей поверхности цели о = 5 м-".
В станции производится некогерентное накопление импульсов пачки, флюктуирующих дружно. 250 5 5.6 Замечая, что Эи=Рити Э ми =~и Лс Л'с — — ИТ'(И+~а — 1), из уравнения дальности [(6), 9 5.41 находим 10с 1О 10 с 10'625 10 4 5 5,55 10а г макс ии 4. 10 ' 4,2 64л~ к' ~и Число импульсов в пачке о и 360' 6 360 Начальный коэффициент различимости ~с при некогерентном суммировании импульсов определим непосредственно по графику рис. 3.55, б. Для условий настоящей задачи он равен ~с (дб) = = 1,8 дб, Потери пересчета на другие вероятности 0 и Р в данном примере отсутствуют, т.
е. ~, = О. Потери ~, на флюктуации согласно графику кривых обнаружения (рис. 3.53) для 0 = 0,9 и Р = 10 — ' составляют ~а (дб) = 8,6 дб, потери ~, за счет неоптимальности полосы УПЧ П = 300 кгч определим, вычислив отношение П Зоо 103 10 10 Потери ~, за счет недостаточной разрешающей способности индикатора определим, вычислив коэффициент растяжения Фа==1+ — = 1,4. й~ сти По графику рис. 3.56 разность потерь некогерентного суммирования М = 44 и А,й,М = 154 импульсов ~4 (дб) + ~, (дб) = 1,8дб.
Потери ~„обусловленные сужением полосы видеотракта, в данном случае отсутствуют, Потери за счет неоптимальности амплитудно- частотной характеристики приемника ~, (дб) = 0,8 дб. Потери, зависящие от оператора, примем равными ~, (дб) = 2 дб. Поправка, обусловленная формой диаграммы направленности, м, (дб) = 2 дб. Потери в фидерном тракте учитывать не будем. Тогда суммарный коэффициент различимости ~„будет около 17 дб или ~„= 50, Окончательно получим 5,55 10' гмакс = 4 210 км у 50 Хотя изложенная методика расчета дальности действия является приближенной, она позволяет достаточно ясно судить о влиянии различных факторов на дальность и вероятность обнаружения цели. Закон корня четвертой степени снижает влияние ошибок определения отдельных параметров на конечный результат. 9В~ 251 $5.7.
Влияние земли на дальность действия Влияние земли на дальность действия радиолокатора связано в первую очередь с явлением интерференции радиоволн, распространяющихся между радиолокационной станцией и целью прямолинейно и путем отражения от поверхности земли (рис. 5.22), Рнс. 5.22. Интерференция радиоволн, распрострапяющнхся до целя н обратно непосредственно (путь АЦ) н с отражением от поверхности земли (путь А СЦ) Дальность действия возрастает, если прямая и отраженная от земли волны синфазны, и уменьшается, если эти волны противофазны. Сложение прямой и отраженной волн в точке приема эквивалентно изменению характеристик направленности расположенной над землей антенны на передачу и на прием. Поэтому влияние земли можно учесть количественно, заменяя 6(р, е), А(р, в) в формулах ((4), (6), (7), ~ 5.4) или г(р, в) в формуле ((9), ~ 5.4)1 соответствующими выражениями, учитывающими это влияние.
Обозначим напряженность интерференционного поля, создаваемого в месте расположения цели Е, напряженность поля прямой волны Е, Р(е) и напряженность поля волны, отраженной от плоской однородной земли, Е,Г( — е) ре-1а0. Здесь р=~фе — '~р— 2п коэффициент 'отражения от земли; Лср = — 2й зги е — разность фаз прямой и отраженной волн (рис, 5.23); й — высота расположенич антенны над землей; Х вЂ” рабочая длина волны. Примерные значения модулей и аргументов коэффициента отражения в зависимости от угла места можно установить из графиков рис.
5.24. Сплошные кривые приве- Напра Вленае на пель А 252 Рнс. 5,23 К определению разности хода прямой н отраженной волн дены для зеркального отражения от морской воды, пунктирные — от сухой почвы. Буквы Г и В соответствуют горизонтальной и вертикальной поляризации поля; после соответствующей буквы указана длина волны в метрах. Модуль отношения Е ~Е, может быть рассчитан с использованием правила параллелограмма $ 5.7 ОБ 0,2 0 о о В»б гС ~с б»б 3Ф а а~ 6 рис, 5.24. Зависимость модуля(а) н аргумента (б) козф.
фнциента отражения от угла места и будет представлять собой дополнительный множитель направленности по полю, который называют множителем земли »,г„~.)=)»1.~-$р$ )"',, )' '-~-23р!$ „',," /соьМ„-~-Ькр). Для одноантенного радиолокатора, когда этот множитель дополнительно входит в энергетические характеристики направленности антенны при приеме . и передаче, вместо соотношения»м,к, =»,,„сГ(е) имеет место соотношение »макс»с макс Р (Е)Рссм (Е).
(1) В простейшем случае зеркального отражения, которое наблюдается при малых углах места (от спокойной поверхности моря — на всех волнах, начиная с сантиметровых, или от гладкой поверхности земли — на метровых волнах), модуль коэффициента отражения (р ~ = 1, а его фаза ~р, = 180'. Тогда при симметричной характеристике антенны (без учета земли) и ее горизонтальном расположении над землей, когда»' ( — е) = Р(е), имеем г"ас (е) =2 з(п — йз1'пе, 2н 2л »макс = 2»макс з1П и з1п в Х (2) Кривые множителя Е,,„, (е) представлены на рис.
5.25 для случаев, когда йй равно 2 и 3. Таким образом, при зеркальном отражении (' р ~ = 1, ср„— = 180') дальность действия радиолокатора зависит от угла места цели и может быть как больше, так и меньше величины» .„,. Наибольшее значение дальности действия доходит до 2»ма,с, а наименьшее — до нуля; последнее связано с тем, что модуль коэффициента $5.7 253 Ю' Рис.
5,25. Графики множителя земли для случая ~ р ~ = 1, трр= =180' нри 6Я = 2 и 3 отражения ~р~ принят равным единице. Практически увеличение дальности до 2» „„, возможно, если площадка вокруг радиолокатора является достаточно гладкой в пределах первой зоны Френеля. Если ~р~(1, зависимость»„яав (е) также носит лепестковый характер, однако»„и,,: 2»„,яе, а провалы менее глубоки (амплитуды интерферирующих колебаний не равны между собой). На сантиметровых волнах ~р ~ у=л 1, так как большинством участков земной поверхности в соответствии с формулой 1(5), 82.141, где О = = е, эти волны рассеиваются диффузно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
