Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 49

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 49)

~ 5.3). Зоны видимости могут строиться в аксонометрии или характеризоваться своими сечениями в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Границы зон видимости в горизонтальных плоскостях для наземной РЛС круговой'обзора, расположенной на гладкой поверхности, представляют собой окружности. Зона видимости в вертикальной плоскости за счет влияния Земли может иметь лепестковый характер (см.

% 5.5) В частности, это имеет место в диапазоне метровых волк когда значения ~ р ~ близки к единице. В качестве примера на рис 5.33, а такая зона показана для случая„ когда отношение 6Я = 3, а характеристика направленности антенны Р(в) задана графиком (рис.

5.33, б). Ширина огибающей лепестков зоны больше, чем каждого ее лепестка. Она определяется отношением длины волны к вертикальному размеру антенны, а не к большей, чем этот размер, высоте антенны над уровнем земли как это имеет место для лепестков. Для заполнения провалов в зоне видимости РЛС метрового диапазона (рис. 5.33, а) применяют двухъярусные антенны, Высоты а)' Рис, 5,33. Зона видимости в вертикальной плоскости (а), построенная для йй = 3 с учетом характеристики направленности самой антенны тт(в) (б) $5.9 265 Рис.

6.34. Зоны видимости РЛС сантиметрового диапа ~зона в вертикальной плоскости: а †одноканальн; б †многоканальн. Масштабы разные по осям »2 ~ра ярусов подбираются так, чтобы лепестки одного яруса перекрывали провалы другого. Питание ярусов производится с фазовым сдвигом до 90 (во избежание новых интерференционных провалов).

Важно отметить, что ни один из методов уменьшения прова.лов в зонах видимости не позволяет устранить основной провал на малых углах места и этот провал существенно сказывается не только в диапазоне метровых, но и в диапазоне сантиметровых и даже миллиметровых волн. Физическая причина этого явления состоит в том, что на достаточно малых углах места в даже для достаточно коротких волн выполняется критерий гладкого характера земной поверхности при реально имеющих место неровностях, вследствие чего отражение носит зеркальный характер (~р ~ = 1, грр = 180').

Примерный вид зоны видимости РЛС сантиметрового диапазона в вертикальной плоскости при фиксированном положении диаграммы направленности антенны показан на рис. 5.34, а. Для расширения диапазона углов в подобные РЛС могут строиться по многоканальному принципу. Объединенная зона видимости нескольких каналов, работающих на разных частотах, показана на рис. 5,34, б.

Зоны видимости (рис. 5.34), построенные без учета кривизны земной поверхности, не позволяют установить зависимость между дальностью действия и истинной высотой цели над землей. Связь между истинной высотой цели Н„„над поверхностью земли и высотой над линией горизонта Н„= »„з1п в, где»н — наклонная дальность и и — угол места цели, можно установить из треугольника ОАЦ (рис. 5.35), стороны которого связаны между собой уравнением р'+»' — 2р» соз(90'.+е)=(р +Н )'. где р, — радиус земли (пока без учета рефракции). При радиолокации аэродинамических целей, решая .то урав.нение относительно искомой величины Нн„и учитывая, что р, Н„„, получают 266 9 5.9 ат Рис. 5.36, Зоны видимости в вертикальной плоскости с учетом кривизны земли Рис. 5.35, Пояснение связи истинной высоты цели Наст над поверхностью земли и высоты Йц над линией горизонта Тогда для определения истинной высоты аэродинамической цели вводят параболическую высотную поправку 2 2 Эта поправка увеличивается с дальностью и, например, при г„= = 400 км достигает 12 км.

Если зона видимости рассчитывается без учета кривизны земли, то очень часто строят параболы, аппроксимирующие дуги радиуса земли (рис. 5,36). При этом высоту и дальность на диаграмме обычно откладывают в разных масштабах. Аналогично учитывается также отклонение луча от прямолинейного направления за счет рефракции радиоволн. Поскольку случайное состояние атмосферы не поддается учету, вводят лишь стандартную рефракцию, увеличивая радиус земли в '/а раза. Провалы в зонах видимости на малых углах места существенно затрудняют радиолокацию низколетящих целей.

Прибли- ,г2л ~ 2гсй Нц женно заменяя множитель земли 2 з(п ~ — й яп и ) = 2 — — ", гн соответствующий зеркальному отражению [см. (6), ~ 2.14], на основании [(2), ~ 5.7) получим уравнение для г„=г„„, 2тса Нц Гмакс = 2гмакс макс 267 9 5.9 Отсюда следует, что предельная дальность обнаружения низколетящей цели на высоте Н„ я)то„ / лйНц а/.Эвбф, в) А (~, в)о. (2) определяется корнем восьмой степени из произведения энергетических параметров радиолокатора. Последнее связано с более интенсивным убыванием поля с расстоянием вблизи поверхности земли, чем для свободного пространства. При этом интенсивность поля убывает не только вследствие увеличения дальности при фиксированном угле места в, но и вследствие уменьшения угла места а с увеличением дальности для заданной высоты цели Н„= сопз1.

При уменьшении угла е уменьшается разность хода прямого и отраженного лучей. Поскольку же сдвиг по фазе между соответствующими колебаниями при малом е равен — 180', а модуль коэффи-' циента отражения ~р~ = 1, то отраженный от земли луч гасит прямой луч, непосредственно отраженный от цели. Чем ниже цель, тем труднее ее обнаружить. Для увеличения дальности обнаружения низколетящих целей целесообразно увеличивать высоту подъема антенны и переходить на более короткие волны с тем, чтобы сильнее прижать к земле первый лепесток диаграммы направленности.

Дальность локации низколетящих целей может быть увеличена также при существенном увеличении длины волны вследствие неучтенных рефракции и дифракции радиоволн вокруг земной поверхности. Значительное увеличение длины волны приводит, однако, к - уменьшению эффективной поверхности целей, особенно малоразмерных. Затухание в атмосфере сокращает дальность действия. и размер зоны видимости в вертикальной плоскости в соответствии с трансцендентным уравнением 1(8), ~ 5.81 и графиком рис. 5.30. гсч7а Р' КМ~ Рис. 5.37, Решение трансцендентного уравнения для дальности при учете эффекта Фарадея 268 $5.9 Рис. 5.38.

Пример зоны видимости: а — беа учета и б — с учетом аффекта Фарадея При неравномерном поглощении форма зоны может несколько искажаться. Решение уравнения [(10), ~ 5. 81 для дальности действия с учетом эффекта Фарадея при линейной поляризации иллюстрируется на рис. 5.37.

Соответствующие зоны видимости без учета и с учетом эффекта Фарадея представлены на рис. 5.38. Для станций с линейной поляризацией эффект Фарадея может приводить и к более сложным явлениям. При хорошей наблюдаемости дальних целей могут образовываться провалы в зоне видимости на меньших дальностях В целом указанный эффект сокращает зону видимости.

~ 5.10. Нарастающая вероятность обнаружения и ошибки дискретности Вероятность обнаружения повьииается, если используются данные о цели за ряд последовательных циклов обзора, особенно для флюктуирующих делей. Если флюктуации цели в различных циклах статистически независимы, то вероятность необнаружения существенно уменьшается с увеличением числа циклов, поскольку вероятность пропадания сигналов в двух смежных циклах обзора мала. Хотя использование данных за ряд циклов обзора повышает вероятность обнаружения флюктуирующих сигналов, пропадание отметок в отдельных циклах обзора является нежелательным, особенно в процессе сопровождения, поскольку при этом увеличиваются ошибки экстраполяции траектории (ошибки дискретности) и ухудшаются условия траекторной селекции целей.

При небольшом числе целей учет данных за предыдущие обзоры может вести оператор, наблюдающий, например, индикатор кругового обзора с послесвечением, В более сложных случаях эту функцию может выполнять счетно-решающее устройство, производя междуобзорное накопление или, в частности, запоминая лишь наличие превышений порога в последовательных циклах обзора. Как и при обнаружении пачек импульсов, используются решающие правила, когда заключение о наличии дели принимается в случае «и из т» э 5.10 269 превышений порога.

Чем меньше величина а, тем меньше требуемая длительность запоминания данных. Если решение о наличии цели принимается на основании одного превышения порога за т последовательных циклов обзора, то специальная междуобзорная память может вообще отсутствовать. Этот случай и будет рассмотрен несколько подробнее в предположении, что случайные амплитуды сигналов в соседних циклах обзора статистически независимы. Пусть 0, и Р, — условные вероятности превышения порога для некоторого разрешаемого элемента пространства в ~-м цикле (при наличии или отсутствии полезного сигнала соответственно), причем Р, = Р, = сопз(.

Характеристики

Список файлов книги