Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (с содержанием) (1151797), страница 46
Текст из файла (страница 46)
При одинаковой ширине результирующей диаграммы направленности (на передачу и прием) по половинной мощности суммарная энергия непрямоугольной пачки меньше энергии прямоугольной. Для гауссовой характеристики направленности энергетические потери составляют примерно ч, (дб) = 2 дб (приложение 7). Потери в линии передачи (ч„). Сюда относят потери в фидериых 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 тв (дб) = ть (дб) + ~~ ч~ (дб) '9вь нвв тв ~~ 0' В качестве примера рассчитаем дальность действия радиолокатора в свободном пространстве, без учета затухания в атмосфере, если заданы: мощность излучения Р„ = 1 Мвт, коэффициент усиления антенны бн,„, = 1000, рабочая длина волны Х = 25 см, длительность импульса т„ = 10 мксек, частота следования импульсов Р=400 гц, ширина диаграммы направленности антенны в азимутальной плоскости по уровню половинной мощности рьдг = 4', темп обзора и = 6 об)мин (угловая скорость 36 град!сек), коэффициент шума приемника Ш = 5, относительная шумовая температура антенны Г, = 0,2, полоса пропускания УПЧ П = 300 кгц, полоса пропускания видеоусилителя оптимальная, скорость развертки индикатора по дальности о = 0,25 ммlмксек, диаметр пятна трубки й = ! мм, вероятность ложной тревоги Р = !Π†', вероятность правильного обнаружения 0 = 0,9, среднее значение эффективной отражающей поверхности цели о = 5 м'-.
В станции производится некогерентное накопление импульсов пачки, флюктуирующнх дружно. 250 4 5.6 Замечая, что Э„= Р„т„, Эар „„„— «„Ус, 7т'с = йТ' (Ш+ 1, 1), из уравнения дальности Н6), 9 5.41 находйм 10,!0,10-4.10в,625.!О- .5 5 55,10в гмакс са 4 10 а' 4,2 64па — (м]. Число импульсов в пачке М = Р— с', = 400 — . — = 44. а 560' 6 360 Начальный коэффициент различимости тс при некогерентном суммировании импульсов определим непосредственно по графику рис.
3.55, б. Для условий настоящей задачи он равен р, (дб) = = 1,8 дб. Потери пересчета на другие вероятности О и Р в данном примере отсутствуют, т. е. та = О. Потери ра на флюктуации согласно графику кривых обнаружения (рис. 3.53) для В = 0,9 и Р = 1О-' составляют ра (дб) = 8,6 дб, потери рв за счет неоптимальности полосы УПЧ П = 300 кгс4 определим, вычислив отношение Потери рв за счет недостаточной разрешающей способности индикатора определим, вычислив коэффициент растяжения Аа=1+ — = 1,4. стк По графику рис.
3.56 разность потерь некогерентного суммирования М = 44 и А,/гаМ = 154 импульсов рв (дб) + рв (дб) = 1,8дб. Потери р„обусловленные сужением полосы видеотракта, в данном случае отсутствуют. Потери за счет неоптимальности амплитудно- частотной характеристики приемника р, (дб) = 0,8 дб. Потери, зависящие от оператора, примем равными та (дб) = 2 дб. Поправка, обусловленная формой диаграммы направленности, ра (дб) = 2 дб.
Потери в фидерном тракте учитывать не будем. Тогда суммарный коэффициент различимости тм будет около 17 дб или р„ = 50. Окончательно получим 5,55 10' гмакс= в — 2!О к,н. ',ГЯ 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, ОВв 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).
Рис. 5,22, Интерференция радиоволн, распространяющихся до цели и обратно непосредствен. но (путь АЦ) и 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 н на прием. Поэтому влияние земли можно учесть количественно, заменяя 0((3, е), А(р, в) в формулах ((4), (6), (7), 5 5.4) или Р()3, е) в формуле [(й), 2 5.4) ) соответствующими выражениями, учитывающими это влияние.
Обозначим напряженность интерференционного поля, создаваемого в месте расположения цели Е„, напряженность поля прямой волны Е„, Е(в) и напряженность поля волны, отраженной от плоской одноРодной земли, Е ьЕ( — е) Ре-lае. Здесь Р=(Р(е — 'ер— 2п коэффициент отражения от земли; Лр = — 2)т з)п в — разность 3 фаз прямой и отраженной волн (рис. 5.23); и — высота расположения антенны над землей; ) — 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- Направление ла Чела Рис. 5.23. К определению разности хода пряной и отраженной волн 252 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 )Еяю может быть рассчитан с использованием правила параллелограмма $5.7 Х г,а дг а в В яу геев в ау ге е в/ 4 Рнс. 5.24.
Зависимость модуля(а) я аргумента (и) коэф- фнннента отражения от угла места и будет представлять собой дополнительный множитель направ. пенности по полю, который называют множителем земли Р„„(н)= фг 1+~!)э!е! .„' ! +2!р(~ ') )соэ(юр„+Л<р). Для одноантенного радиолокатора, когда этот множитель дополнительно входит в энергетические характеристики направленности антенны при приеме и передаче, вместо соотношения г„аве = =га„,„е)о(е) имеет место соотношение (1) В простейшем случае зеркального отражения, которое наблюдается при малых углах места (от спокойной поверхности моря — на всех волнах, начиная с сантиметровых, нли от гладкой поверхности земли — на метровых волнах), модуль коэффициента отражения )р! = 1, а его фаза гр, = 180'.
Тогда при симметричной характеристике антенны (без учета земли) и ее горизонтальном расположении над землей, когда г" ( — е) = Р(е), имеем г'„м (е) = 2 ~ з! и — )т з! и е ), 2н 2м г„„, = 2гм,„, з(п — (г з!и е ~ . Х (2) Кривые множителя Р„м (е) представлены на рис. 5.25 для случаев, когда (г/). равно 2 и 3. Таким образом, при зеркальном отражении ('р! = 1, = 18(Г) дальность действия радиолокатора зависит от угла места цели и может быть как больше, так и меньше величины гман„.
Наибольшее значение дальности действия доходит до 2г„„нс. а наименьшее — до нуля; последнее связано с тем, что модуль коэффициента й $.7 253 Ряс. 5.25. Графики множителя земли лля случая ~ р! = 1, фа= =180' пря ЬУХ = 2 я 3 чур з отражения !р! принят равным единице. Практически увеличение дальности до 2г„„„возможно, если площадка вокруг радиолокатора является достаточно гладкой в пределах первой зоны Френеля. Если !р)( (, зависимость г„,„, (е) также носит лепестковый характер, однако г„„„, (2 г„,„„а провалы менее глубоки (амплитуды интерфернрующих колебаний не равны между собой).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
