Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Входящие в (1) Р» и Р„представляют собой лющности излучаемых и принимаемых антенной сигналов. Если же определить Р» как мощность на выходе пе!юдатчика, то необходимо учесть пагерн между выходом передатчика и антенной, выразив их через коэффициент потерь Ес, и подставить Р»/Ес в (1) вместо Р, (см. 4 2.2) Далее используется именно зто определение, так нак при формулировке требований к системе обычно накладываются ограничения именно на выходную ыощность передатчика.
Мощность импульса Р» и его длительность т определяют так, чтобы их произведение было равно энергии импульса. Любое определение т приводит к такому результату, если только и в уравнении дальности н в формуле (!4) используется одно н то же определение. Согласно обычна применяемому определевию (нменно его рекомендуется использовать здесь) длительность импульса есть отрезок вре. менн между точками половинной мощности огибающей В Ч импульса (т.
е. на уровне 0,707 по напряжению) Для некоторых задач, таких, как исследования разрешения по дальности нли точности, недопустимо произвольно определять длительность импульса. Но определение па уровню половинной мощности удобно н приемлемо в уравнении дальности. Мощность импульса часто определяют, измеряя среднюю мощность (например, калориметрическим методом) и деля полученное значение на коэфф»синен» заполнения, который представляет собой произведение т на частоту повторения импульсов.
При этом, конечно, используется то же определение длительности импульса, что и в уравнении дальности. Как уже упоминалось в 4 2.2, при записи уравнения дальности произведение Р»т можно заменить на энергию импульса Е,. Более подробная запись испол ь. эуется здесь из-за того, что для обычных импульсных РЛС параметры Р» и т задаются совершенно определенно и подробно, а на Е» требования обычно не задаются. Подстанонка Ес в уравнение имеет, однако, определенные преп»»ущества, так как позволяет избежать трудностей, снязанных с определением Рс и т.
Особенно полезно оперировать с Еь если в РЛС применяются сложные сигналы (например, пачки импульсов). Если в РЛС используется когерентнае с фиксированной длительностью интегрирование, то при записи уравнения в числитель можно подставлять среднюю мощность излучения(для импульсной РЛС, работающей с простыми импульсами, ана равна произведению мощности импульса, его длительности и частоты повторения) При использовании понятия средней мощности излучения время интегрированна (предполагается, что оно велико по срааненн~а с периодом следования импульсов) также входит в числитель правой части уравнения; при этом учиты- Гл. 2. Расчет дальности РЛС вается такое значение Уь, которое соответствует обнаружению по одному импульсу или выборочному значению сигнала.
Оперирование со средней мощ" костью излучения особенно удобно при рассмотрении импульсно-допплеровскях РЛС или РЛС с непрерывным излучением. Коэффициент усиления антенны. Коэффициенты усиления антенн бг н бг определяются как коэффициенты усиления мощности в напранлении максимального усиления антенн (в максимуме диаграммы направленности). Максимальный коэффициент усиления мощкости антенны равен произведению ее коэффициента направленности (максимального коэффициента направленного действия) на эффективность излучения (18). Коэффициент направленности определяется по диаграмме направленности электрического поля Е (8, ф) [19): 4пЕтах (18) зп и ~ Ез(0, ф) ып МОйр о где 8, ф — углы н сферической системе координат, центр которой расположен на антенне, а Ежах — значение Е в направлении максимального усиления.
Эффективность излучения (к. п. д. антенны), определенная для передающей антенны, есть отношение излучаемой общей мощности (включая излучение по Гоковыль лепесткам) к мощности, подведенной от передатчика к антенне. Для приемной антенны это — отношение мощности сигнала, действительно подводимой к нагрузке, согласованной с импедансом антенны, к суммарной мощности сигнала, гередаваемой антенне падакщей на нее волной. Величина, обратная эффектна. ности излучения, представляет сообой коэффициент потерь в антенне Еа, который играет важную роль прн вычислении шумовой температуры антенны (э 2.5). При измерении коэффициента усиления антенны обычно получают коэффициенты усиления по мощности, в то время как коэффициенты усиления, вычисленные на основании измерений диаграммы направленности или полученные теоретически, являются коэффициентами направленности антенны.
Если в уравнениях лальности настоящей главы используются значения коэффициентов усиления ан. тени второго типа (непрямые измерения), то нх следует преобразонать в коэффициенты усиления по мощности, деля на соответствующие коэффициенты потерь, Для многих простых антенн омнческие потери пренебрежимо малы. В этих случаях коэффициенты усиления по мощности и направленности антенны фактически равны.
Однако прн отсутствии конкретных сведений по этому поводу нет оснонаннй считать такое предположение справедливым. Если в РЛС используются раздельные приемная и передающая антенны, и гслн коэффициенты уснлекия антенн максимальны на разных направлениях, или если между моментами передачи и приема сигнала происходит заметное сущест. венное угловое перемещение цели, то проводят соответствующую коррекцию, вволя коэффициенты диаграммы гь и /„, входящие в множители Рь и Ег 6 2.6). ШиРина луча антенны.
Этого параметра нет в уравнениях дальности; его влияние на вычисление дальности проявляется в зависимости числа проинтегрированных импульсов от ширины луча при сканиронании антенны. Обычно ширина луча определяется как угловое расстояние между точками половинной мощности диаграммы направленности. Диаграмма направленности понимается здесь в обычном смысле — для распространения сигнала в одну сторону. От такой диаграммы направленности следует отличать чдвукратно используемую диаграмму направленности», для измерения которой нужно выразить диаграмму эхо-сигнала, отраженного от стационарной цели (с постоянной ЭПР) прн сканировании ее антенной РЛС, в которой для передачи и для приема используется одна и та же антенна.
Если цель (рассматриваемая со стороны антенны РЛС) имеет угловые размеры, сравнвмые с шириной луча, то ЭПР о зависит от ширины луча 5 2.8). В этом случае для вычисления ив принципе необходимо специальное определение 2.3. Определение оценки лариметроа уравнения дальности радиолокации ширины луча". Однако использование э таком случае обычного определения ширины луча по точкам половинной мощности приводит практически к пренебрежимо малым ошибкам. Эффективная площадь рассеяния цели. (ЭПР). Определение ЭПР цели, которое можно использовать в приведенных уравнениях дальности радиолокации, дано в гл. 9; детальное рассмотрение этого вопроса приводится в той же главе.
Здесь обсуждаются лишь некоторые аспекты этого определения, имеющие особое значение прв вычислении дальности действия РЛС. Все цели можно подразделить на точечные н распределенные. Точечной называется цель, для которой максимальное боковое расстояние между существенно отражающими элементами мало по сравнению с длиной дуги, охватывающей луч антенны (э»а длина на расстоянии /7 от антенны равна ширине луча в радианах, ул»ноженной на )7), и для которой максимальное радиальное расстояние между рассеивающими элементами мало по сравнению с расстоянием, соответств,юшим длительности импульса (оно равно ст/2, где с = 3 10» кмlс — скорость распространения волн в свободном пространстве; т — длительность импульса в секундах).
Большое количество целей, для которых вычисление дальности действия обычно представляет интерес, являются точечными целями (например, самолеты на значительном удалении от РЛС). Тем не менее иногда необходимо вычислять дальность и для распределенных целей. Такой распределенной целью является, например, Луна, если угол раствора луча РЛС сравним нли меньше О,б' или если длительность импульса меньше 11,6 мс.
Другой пример распределенной нели — дождь. Часто распределенные цели представляют интерес из-за того, что отраженные от них сигналы маскируют сигналы от точечных целей, которые необходимо обнаружить. В этом случае сигналы от распределенных целей называют помехами от посторонних огпражателей (й 2.8). Сигналы, отраженные от дождя, можно рассматривать как помехи, когда они мешают обнаруженшо сигналов от самолета или от другой точечной цели, но сал~и по себе оин являются полезными сигналами, имеющими первое!ег!еиное значение для метеорологической РЛС. Уравнение дальности радиолокации первоначально получили для точечной пели. Когда же это уравнение или вытекающие из него используются для распределенных целей, то возникают определенные трудности.
В ряде случаев, однако, можно использовать и уравнение для точечной цели, если выбрать подходящее «эффективное» значение а (й 2.8). ЭПР любой пели, имеющей неправильную форл«у, является функцией угла наблюдения, под которым она видна из точки располо;кения РЛС, и поляризапив влектромзгнитного поля, создаваемого РЛС. Следовательно, для того, чтобы вычисления дальности действия РЛС по специальным целям (например, по самолету) несли полезную информацию, необходимо оговорить заранее угол наблюдення цели и поляризапию используемых сигналов.
Обычно для самолетов наибольший интерес представляют характеристики отражения при наблюдении с носа (для приближающейся цели). В таблицах, содержащих данные измерення ЭПР самолетов„иногда приводятся данные наблюдений с носа, с хвоста и сбоку. Если подобные данные получены при динамических измерениях (по движущейся цели!, то это обычно результат усреднения по времени флукгуирующих значений. С другой стороны, они представляют собой статические значения для определенных углов зрения.
Так как величина ЭПР реальных целей изменяется в широких пределах, то характеристики радиолокационных систем, связанные с измерением дальности, обычно относягся к конкретному значению ЭПР цели. В большинстве случаев эз такое значение принимаюг 1 м'. Г!риблизительно такую ЭПР имеет небольшой самолет, если рассматривать его с носа. Следует, однако, отметить, что диапазон площадей рассеяния для различных сравнительно «небольших» самолетов простирается от значений, меньших 0,1 м', до величин, больших 1О м'. "' См. (14), с.
483. 87 Гл. 2. Расчет дальности РЛС Испытания радиолокационных станций часто проводят, используя в качестве' целей металлические сферы, поднимаемые вверх с помощью надувных баллонов, так как в этом случае ЭПР можно вычислить точно и оиа не зависит от поляриза- ции сигнала или угла наблюдения цели, Специфические проблемы, связанные с точностью измерения, возникают, ког- да мель настолько велика, что РЛС «освещаетл ее неравномерно. Корабль, иапри- и ер, может быть настолько высок, что множители Р! и Р, различны для разных точек между ватерлинией и верхушкой мачты. Так как угол наблюдения движущейся цели изменяется по случайному зако- ну, то мгновенное значение ЭПР такой цели случайно флуктуирует во времени. Эти флуктуации следует учитывать пра вычислении вероягности обнаружен«,я (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
