Справочник по радиолокации. Книга 2 (1151799), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Оперативные приложения имеют другие значения, что обусловлено коэффициентами Ми, используемыми при расчетах, а также зависимостью от длины волны измерений фазы. ЯЯ„У, „) = 0,0067У,~~ 9зУ,„з 4з (19.54) ~ядр) = 50~7~чр (19.55) 90 ~~ п,9зУ -1,ю (19.56) Формульные соотношения при оценке интенсивности выпадения дождевых осадков, основанные на измерении множителя отражения и соответствующие со- 19.5. Оиеративиые приложения где х — смещение в направлении, перпендикулярном к радиусу круговорота, а-- угол, соответствующий стягиваемой дуге при круговом движении на дальности ~.
Поскольку мезоциклоны могут порождать смерчи и распространяться на многие километры, РЛС с диаграммой направленности излучения антенны в 1' имеет пространственное разрешение, достаточное для обнаружения мезоциклонов на дальностях, превосходящих бО км. Понятно, что любое среднее поступательное движение изменит абсолютные значения измеренных радиальных скоростей, но не повлияет на движение при сдвиге.
Величины азимутальных сдвигов, соответствующие величинам 10 2 с ' или больше, а с учетом протяженности по вертикали сущест- Глава 19. Метеорологические РЯС Обнаружение микровзрыва, как и в случае обнаружения направления смерча, выполняется с помощью оценки сдвига. Однако в случае микровзрыва обычно измеряют радиальный сдвиг радиальной скорости.
Интерпретация признаков микровзрыва, выполняемая оператором на цветных индикаторах радиальной скорости повышенного качества, может быть без труда выполнена подготовленным специалистом [50~, а автоматическое обнаружение уже внедрено в системы аэродромных доплеровских метеорологических радиолокаторов. В микровзрывах наблюдаются разности радиальной скорости, достигающие 10 — 50 м/с. Серьезную проблему представляет собой разность радиальной скорости, достигающая более 25 м/с для реактивного лайнера на взлетной полосе длиной 3 км. 19.5. Оиеративные ириложения имеют сплюснутые формы ~которые можно аппроксимировать эллипсоидами), а поскольку они падают, отраженное назад горизонтально поляризованное электрическое поле более интенсивное, чем вертикально поляризованное электрическое поле.
Градины, имеющие неправильную форму, при падении кувыркаются и поэтому в г рс па,.тс аю тто,пс ъ~гъугттъ~ю~ъъгюгут' 1,11я ьг эугыч, Глава 19. Метеорологические РЯС обладают достаточной чувствительностью для определения сигналов, отраженных от неоднородностей в безоблачном небе и располагаемых в диапазоне высот от нижнего слоя атмосферы 2---4 км и до 50 или 100 км. Обнаружение данных явлений принципиально возможно только в летние месяцы, когда обратное рассеяние обусловлено роями насекомых на нижних уровнях пограничного слоя атмосферы, и иногда может быть вызвано брэгговским рассеянием, обусловленным изменением коэффициента преломления.
Вильсон и Шрайбер обнаружили, что около 90% гроз, которые происходят на фронтальном хребте Скалистых гор Колорадо в летнее время, развиваются над границами двух различных воздушных масс. Поскольку эти границы могут быть обнаружены перед появлением облачности и существу- 19.6. Исследовательские задачи РЛС, использующие две поляризации и несколько длин волн.
Очевидно, что поляриметрические доплеровские РЛС обеспечивают значительное увеличение предоставляемой полезной информации, которая может быть извлечена из отраженных сигналов от метеорологических целей. Обнаружение града и более точные оценки интенсивности дождевых осадков имеют первостепенное значение.
Измерение на двух поляризациях с использованием нескольких длин волн позволяет получить еще больше информации для окончательной интерпретации распределений капель по размерам, фазового состояния воды и типов атмосферных осадков (водные капли или частицы льда) в их различных классах облаков. Возможности 19.6. Исследовательские задачи САБА поддерживают между собой связь для совместного использования данных и адаптивного изменения их рабочих характеристик, чтобы наилучшим образом соответствовать в заданное время заранее установленным требованиям. В зависимости от окончательных затрат на развертывание и эксплуатацию сети САКА скорей всего будут устанавливаться только вокруг важных районов, таких как города, аэропорты и т.п.
Быстро сканирующие РЛС (с фазированной антенной решеткой). Доплеровские метеорологические РЛС, которые используют в качестве антенной системы фазированную антенную решетку и сложный зондирующий сигнал, могут применяться ддя пповеденио бодее с до~~» ныъ' рд дцодоудпиднныу метедподогическ~су,. ~~ ~ъс ~~юттт~1я Глава 19. Метеорологические РЯС фиксированные диаграммы направленности, устанавливается в хвосте самолета Р-З.
Данный самолет эксплуатируется научно-исследовательской лабораториеи Военноморских сил США. Антенная система закрывается съемным обтекателем. Один из лучей направлен вперед примерно под углом 18', а лругой — назад пол тем же углом, что позволяет получать две радиальные компоненты от области объемной цели. В результате каждая антенна зондирует область, соответствующую конической поверхности. Один из конусов направлен вперед, а второй — назад, что позволяет синтезировать радиолокационное изображение метеообласти при движении самолета вдоль линии пути его следования.
Для синтеза изображения с помощью двухлучевой РЛС самолет летит вдоль бури и в результате формирует вектор скоростей 1 1 з,, 19.б. Иееледоеательекие задачи 98 1~~)~ бо но 9 е 9 будет формировать согласованные лучи с помощью двух волноводно-щелевых антенных решеток и обеспечивать охват области под траекторией космического аппарата, аналогичный РЛС, используемым по программе измерений параметров тропических осадков. Спутник С1оцЮа~, который был запущен в 2006 г., обеспечивал построение вертикальных профилей распределения облачности с помощью установленной на его рту радиолокационной станции, работающей в %-диапазоне ~3 мм) на солнеч-синхронную орбиту Земли на высоте около 700 км 1183~. Передатчиком является истрон пролетного типа, нагруженный на выходной усилитель большой мощно- и, генерирующий монохроматические импульсы длительностью 3,3 мкс с пиковой Глава 19.
Метеорологические РЛС РЛС, работающие до области границы тропосферы и стратосферы„принимают энергию отраженных сигналов от областей неоднородностей, возникающих из-за изменения среды показателя преломления вследствие естественной атмосферной турбулентности [184~. Антенны данных систем обычно имеют вид фазированных антенных решеток, которые формируют ДНА шириной в несколько градусов, переключающуюся в течение 1 — 2 минут на 3, 4 или 5 почти вертикальных ДНА каждая, и каждые 5 — 30 минут измеряют вертикальные профили ветра. Эти антенны часто относятся к колинеарно-коаксильному типу (для описанных выше РЛС) и представляют собой сложную систему из антенн Уда-Яги в случае РЛС, рабо- Глава 19.
Метеорологические РЯС ~1 1Ье ы1лп, 162. Р. Меюсйпег, С Сойег, А. 1111прчогФ, .1..1оы, апд % Капдеи, «АсЬапсед кеаФег гадаг кук1епь 1п Еигоре: ТЬе СОЯТ-75 асйоп,» ВиП. Ать. Ме~еого. 5ос, чо1. 78, рр. 1411 — 1430, 1997. 163. Е. ВгооЕпег (ед.), Р~асйса1 РЬачей А~тау Ап1еииа Лую~етл, ХогвкЬ, МА: Аг~есй Нодье, 1991. 164. 1, %иггпап апд М. Капда11„«Ап 1пехрепя~е, гпоЬ11е, гар1д ксап гадаг,» ш 30й 1л~.
Соп~ ол Кадаг Ме~еою/, Мипкй, АМЬ, 2001, рр, 98 — 100. 165. 1. % Кодегь, 1. ВисИег„А. С. Наггь, М. Кеейап, апд С 1. Т1дже11, «Нь|огу с Тегпппа1 Агеа Бигче111апсе Буь1егп (ТАЮ),» ш гаЬ С У Я Ь Ми Л, АМЗ, А 1007 г~въ !(7 1~Я 20.1. Введенне 9~~9~~3 250 я 200 1- 160 ,д 100 60 Глава 20. Загоризонтная высокочастотная РЛС 1„„в 1 — 2 с., тогда повторные обзоры должны быть достаточно частыми, чтобы достичь требуемой вероятности обнаружения„прежде чем у самолета будет время пересечь барьер. Один из подходов состоит в расширении барьера за счет обработки большего числа ячеек дальности или за счет сокращения полосы пропускания сигналов и за счет того, что ячейкам дальности предоставляется возможность стать шире, но это может не сработать, если ионосфера не поддерживает прохождение на возросшей по глубине дальности.
Другой подход состоит в увеличении интервалов обзора с помощью поднаборов областей времени, определяющего засветку цели. Необходимо также будет учитывать относительную приоритетность задач 1и2, 20.2. Уравнение радиолокации где С/Ш вЂ” выходное отношение сигнал/шум; Р, средняя передаваемая мощность; 6...,д --- коэффициент усиления передатчика антенны; 6„р„,„— коэффициент усиления приемника антенны; Т вЂ” время когерентной обработки; Х -- длина волны; о — поперечное сечение радиолокационной цели; Ä— коэффициент прохождения по траектории; Йо — мощность шума в расчете на единичную полосу пропускания; Е„, Е,.
— потери при прохождении по траектории и системные потери; Я вЂ” расстояние между РЛС и целью. Эти параметры можно кратко описать следующим образом. Антенны 6„,р,д и С„р„, . Обычно РЛС ВЧ-диапазона включают влияние по- рлэ~ир в~ьл ту~, ~лъ ю ~1Ю, и... ЪРгЫ~Ъ~ЬК. ° ~ЪЭЪЗМ~ ° тктг тк О тт 1 ~т ат~~у т,, тК гъ Гг ° Глава 20. Загоризонтная высокочастотная РЛС поляризованными. Поскольку многие цели имеют ЗПО, которая может меняться с поляризацией, важно, что наиболее предпочтительная поляризация будет подсвечивать эту цель неоднократно. Пространственная шкала «кромки» поляризации в проекции ДНА РЛС обычно находится на дальности 10 — 100 км, а изменение частоты„ необходимое для поворота плоскости поляризации на 90' в заданном месте проекции ДНА РЛС (ширина полосы пропускания, определяемая допустимым искажением поляризации сигнала), составляет примерно 100 кгц, так что дифференциальные эффекты могут оказаться весьма значительными.
Конечно, поляризация будет гакже флуктуировать в принимающей антенне вследствие изменений со временем обратнои траектории сигнала. ю ° к Ъ Р ~ \ Ф %» Т"В 20.3. Факторы, влияющие на конструкцию загоризонтной ионосферной РЛС Загоризонтные ВЧ РЛС работают на дальностях радиолокации, на порядок величины больших, чем РЛС СВЧ-области, осуществляющие наблюдение за воздушной средой. Длины волн ВЧ РЛС в сотни раз больше, так что и антенны у них пропорционально большего размера, не менее двух или трех километров в длину, если они хотят вести наблюдение за кораблями, но значительно меньше, если речь идет об обнаружении самолета. Средняя мощность передатчиков загоризонтных РЛС может составлять несколько сотен киловатт, а мощность радиолокационных станций управления воздушным движением СВЧ-диапазона -- всего несколько киловатт. Длительность наблюдения для загоризонтных падиодокапионных систем может составлять от однР7д..., ~'о, п~~~.г~п'-~~иу и! х ат~"дд 1ООО Глава 20.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
