Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 42
Текст из файла (страница 42)
К этому классу можно отнести также линзы Люнеберга. Большей простотой конструкции отличаются антенны с частотным сканированием луча, однако они более узкополосны. Последнее ограничивает возможности использования широкополосных сигналов. Кроме того, частотное сканирование в широких пределах не применяется, если необходимо обеспечить высокую точность сопровождения объекта. Это объясняется тем, что при изменении положения луча одновременно изменяется частота излучаемых колебаний, что приводит к изменению отражающих свойств цели.
Помимо перечисленных выше достоинств систем с электронным сканированием следует отметить: й б.з 233 ~РО, 5У 6510 5Р или ! „=1 по 5. ВрЕМя НаКОПЛЕНия 1ь,„=а!„5, ГдЕ а — КОЭффИцИЕНт Прапорциональности. Если накапливаются все импульсы прямоугольной пачки, то а = 1, при накоплении части импульсов а(1. При быстром обзоре пространства появляются возможности для осуществления междуобзорного накопления и а ) 1. б. Число накапливаемых импульсов М 5ваь Т (2) где Т вЂ” период следования импульсов. В зависимости от того, производится одномерный или двумерный обзор, выражения для числа накапливаемых импульсов с учетом соотношения (2) будут 334 й 5.3 — возможность формирования многих лучей, что позволяет одновременно осуществлять несколько функций — поиск, распознавание и сопровождение ряда целей; — большое произведение мошности на площадь раскрыва антенны; — удобство совместной работы с ЭВМ, которая может управлять эчектронным сканированием лучей по заранее выработанной программе.
К недостаткам этих систем можно отнести их конструктивную сложность и высокую стоимость. Обычно вводят ряд технических характеристик или параметров обзора, которые рассмотрим для последовательного обзора, когда характеристики направленности передающей и приемной антенн перемещаются одновременно. 1. Число циклов обзора в единицу времени п ~~„~~ ~ или т = = п1бб ! ч" 1' В зависимости от значения т различают быстрый [ сек и медленный обзор. Медленный обзор соответствует значению гп (( 1, быстрый — т ) !. 2.
Время обзора пространства 5050 = !Iт (сек!. Это время, в течение которого осуществляется один цикл обзора. 3. Количество раздельно разрешаемых секторов, просматриваемых за время обзора. В зависимости от того, используется одномерный или двумерный обзор, ориентировочное количество разрешаемых секторов будет или „. где б„йь — полный Р0 ~0.5Р 0,5Р сектор обзора, Лрь 5Р, Л510 5Р— ширина луча по уровню половинной мощности. В случае кругового обзора бь= Збб'. 4. Время облучения 1,вь. В зависимости от того, производится одномерный или двумерный обзор, время облучения составит Ззбз айб, б бзбз ЛГ2О,З М=а — ' или М=а— т р, т а, (3) 7. Эквивалентный коэффициент усиления антенны при обзоре 6зз, При обзоре излучаемая энергия не концентрируется в секторе А()о,бт а разбрасывается по всему сектору обзора ()з.
Поэтому наряду с коэффициентом усиления антенны 6=4п/Аззо зе вводится эквивалентный коэффициент 6з„,=4п/(зо. Тогда М=а — —. ~обз йзкв т о (4) Хотя приведенные соотношения могут быть использованы в очень многих случаях, их применимость тем не менее ограничена. В современных радиолокаторах возможно, например, электронное сканирование на передачу за время длительности одной импульсной посылки. В этом случае нельзя одновременно сканировать на передачу и на прием. Одной из возможных технических реализаций приемной антенны является тогда система с большим числом пар. циальных каналов. Б.
ДАЛЬНОСТЬ ДЕР(СТВИЯ И ЗОНЫ ВИДИМОСТИ СОВМЕЩЕННОГО РАДИОЛОКАТОРА й 5.4. Дальность действия совмещенного радиолокатора в свободном пространстве (общие соотношения) К числу основных качественных показателей работы РЛС относятся условная вероятность правильного обнаружения и точность измерения координат. Как следует из кривых обнаружения, при фиксированной условной вероятности ложной тревоги условная вероятность правильного обнаружения является монотонной функцией отношения Э/А)о суммарной энергии полезного сигнала к спектральной плотности шума на входе приемника.
От указанного отношения зависят также и дисперсии ошибок измерений параметров сигнала. Поэтому для определения максимальной дальности действия РЛС найдем зависимость энергии принимаемых колебаний от дальности до нефлюктирующей цели с эффективной поверхностью а. В свободном пространстве на расстоянии г от РЛС плотность потока мощнооти прямой электромагнитной волны, создаваемой ненаправленной антенной, определяется отношением излучаемой импульсной мощности зондирующего импульса передатчика к поверхности сферы 4пг'. С учетом направленных свойств антенны, обладающей коэффициентом усиления 6((), е), где )) и е — угловые ко- 4 5.4 235 ординаты по азимуту и углу места, указанная плотность потока мощности увеличивается в 0(р, е) раз и будет .
Р.С(В,.) (1) 4дгэ Плотность потока мощности отраженной волны в точке расположения приемной антенны РЛС равна В. = — 5„ 5цо РиС(й,е)о 4лге (4пс')' Умножая величину Э,р на эффективную площадь приемной антен- ны А(р, е), находим мощность отраженного сигнала, поступающе- го на согласованный вход приемника р Э 1 (й ) и С (В. е) '4 (р е) о (4пг')' (2) Полагая, что параметры антенны 6(р, е) и А((1, е) не изменяются за время локации цели, проинтегрируем соответственно левую н правую части равенства за время длительности принятого и зондирующего импульсов.
Тогда от принимаемых мощностей перейдем к энергии сигналов Эд С (р, е) А (й, е) о (4пг')' (3) Согласно (3) энергия принимаемого сигнала, как и его мощность (2), обратно пропорциональна челтеертой степени расстояния до цели. В тех случаях, когда за время локации параметры антенны меняются, величина произведения Э„б(р, е)А((), е) должна быть заменена эквивалентной обеспечивающей то же самое значение интеграла от правой части равенства (2).
Используя соотношение (3), рассмотрим соображения, на основании которых определяется максимальная дальность действия РЛС в режимах обнаружения и измерения параметров когерентного сигнала. Режим обнаружения. На основании кривых обнаружения когерентного сигнала и соотношения (3) можно построить зависимость вероятности правильного обнаружения от дальности до цели. Качественный характер указанной зависимости для двух фиксированных значений условных вероятностей ложной тревоги Р, и Р, приведен на рис. 5.18, где Р, ) Р,. Если зафиксировать допустимое значение Р = 0д,„, то, как видно из рисунка, каждому значению величины Р ставится в соответствие свое максимальное значение дальности, определяющее пороговое значение принимаемой энергии, такое, что при Э > Э„,,„„ значение )) )~ )'.)д,д. 236 й 5.4 Р тв йв вв Рва' В,с Ют 'макс/ и~мест = г гмакс Рис.
5.(6. Зависимость условной вероятности правильного обнаружения от дальности до цели Рис. 539. Зависимость дисоерсни ошибки измерения от дальности до цели Решая уравнение (3) относительно г, получим так называемое уравнение радиолокации Зи 6 (Р, е) А (р, е) а Звр мни (4ПР (4) О= — А. Ха (5) 237 где Эяр „„определяется из кривых обнаружения для заданных 0 и Е. Таким образом, максимальная дальность действия РЛС в режиме обнаружения определяется как дальность действия гм,„„ при которой для г < гм,„, обнаружение цели обеспечивается с вероятностью правильного обнаружения, не меньше допустимой.
Режим измерения. На основании графика вида рис. 4.11 и соотношения (3) можно построить зависимость дисперсии ошибки измерения параметров сигнала от дальности до цели. Качественный характер указанной зависимости приведен на рис. 5.19. Если зафиксировать допустимое значение о' = о„„, то, как видно из 2 рис. 5.19, каждому заданному значению о„„будет соответствовать г свое предельное значениедальности, при котором еще оз(ол',„.
Максимальной дальностью действия РЛС в режиме измерения называют такую дальность, при которой ошибки измерения не превосходят допустимых..При оптимальной обработке эта дальность определяется по значению Э„р „„„— — д„т„„Ж,(2 из графика вида рис. 4.11. Уравнение (4) применимо для совмещенного радиолокатора как с раздельными, так и с оби(ими антеннами на передачу и на прием.
В современных подвижных радиолокаторах для передачи и приема обычно используется одна антенна, для которой коэффициенты А и 0 оказываются связанными между собой. При условии согласования антенны со входом приемника, как это доказывается в курсе антенно-фидерных устройств, Поэтому формула (4) может быть представлена еше в таком виде Эк па (р, с) Ла а гмакс Экр мкк 64я. , 3 (6) или (7) Максимальное значение А пропорционально плошади раскрыва антенны Эл.. А =Ыд. Коэффициент использования площади антенны й зависит от распределения поля в раскрыве антенны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
