Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Расчет дальности РЛС скольио уменьшена, поскольку часть антенной диаграммы направлена не в пебо. Коэффициент уменьшения равен ! — Тп(Т(п, где Тй — вклад шумовой температуры Земли в полную температуру антенны, а Т(п — эффеитивная шумовая температура земной понерхности. Если ш — доля диаграммы антенны по мощности, противолежащая Земле, то Тп = иТ(п. Если Земля обладает идеальным нагло. щением (абсолютно черное тело), то се эффективная шумовая температура можег быть првнята равной примерно 290 К. Обычно предполагают, что Тп = 36 К; 70000 ьс 7000 а В, М,' $ 700 Л е Р а г0 7000 700 уй7000 Частптпг 7(ГП рис.
и. Заннснмость от частоты шумовой температуры ндеалнзнрованкой антенны (без потерь, с бокосымн лепестьамн, пе направленнммн к земле, на посмрхностм «отарой располо- жена антенна) прн некоторых углах места луча. Сплошные кривые соответствуют: срсднегеометрической галактической температуре, шуму Солнца (который попадает в боковой лепесток с еднннчным усиляем), в (О раз превышаюше. му спокойный уровень, умеренной зоне тропосферы с прохладной температурой; космическому излучению, соответствуюшсму излучению абсолютно черного тела с температурой 2,7 К. нулевому шуму Земля Всрхння пунктнрнан кривая соответствует т акскчач но ~т гачгя г скому шуму (от центра Галактики длн антенны с узкой лнаграчмой); шуму Солнца, в (ОО раз превышающему споьойнмп уровень, нулево ~у углу песта, другие фююоры те же, «го н злн сплошных кривых. Ннжнян пунктнрная линия соответствует минимальному галактическому шуму, нулевому солнечночу шуму н углу места 20'. Выпуклость нрнвых в районе частоты ВВ МГц обусловдепа характеристикой солнечного шума.
Графнки для малых углов песта лежат нике графиков для больших углон прн частотах, меньших 400 ЫГц, нз.за ослабления галактического шума вследствие поглощенна атмосферой. Максимумы на частотах 22,2 н бО ГГц обусловлены влиянием паров воды п резонанса поглощенна кислорода (см. рнс. ЗО). ГраФики занмствованы нз работы 1)21. такая величина получается, если земная поверхность с температурой 290 К осматривается в пределах пространственного угла и стерадиан боковыми н задними лепестками со средним уровнем усилении 0,3 ( — 3 дБ). Таине боковые лепестки типичны для кхорошей» радиолокационной антенны, но не характерны для стан. ций с весьма малым шумом. Некоторые реальные антенны обладают ощутимыми омическими потерями, котоРые выРажаютсЯ коэффициентом потеРь Ео (см.
3 2.3). ПРи этом возникает дополнительный вклад Т( (1 — 1/ь ) в тепловой шум, где Т(„— шумовая температура материала антенны с потерями. Шум от внешних источников при этом также Уьгеньшаетса в 1(са Раз. ПолнаЯ попРавиа к величинам темпеРатУРы, пРи- 2.5. Шрмоэая тэм шгагэра гссгемл веэенным на рис. 14, учитывающая шум земной поверхности н потери антенны, дается следующей формулой: Т'11 — Т (Т „]+ Т Та= + 7 га]т! 1-а ]а (37] где Т, '— температура, соответствующая данным рис. 14. Лля Т = 36 К и Тгя а =. 7ш = 290 К получаем 0,876 Та — 264 Т„= ' +290; 1.„ (37а) если ].а = 1 (антениа без потерь], то Та — — 0,876 Та+36, (376) Шумовая температура передающей линии Лики (30) показал, что если пасснвныд че|ырехполюсник с шириной шумовой полосы В„, входящий в каскадную систему, имеег шумову|о температуру 7,К и если его коэффициент потерь равен 6, то возможная мощность тепловых шумов иа его выходных клеммах Р„ю — — ЛТ, В„(1 — 1/7 ).
1)ю (33] и (34) следует, что эффективная в х о д н а я шумовая температура пассивного четырехполюсннка Тз = Ри ю 7.7ДВи. (39) 11з уравнений (38) и (39) вытекаег формула для эффективной входной температуры передающей линии приемника Т. = Т ы (!' — 1) (40) гае Тм — шумовяя температура передаюпгей линии. Обычно предполагают, что Ты = 290 К. Коэффнциегп потерь 6г передаюнгей линии приемника определен тля непрерывного сигнала, принятого антенной иа номинальной частоте РЛС. Эгот коэффициент равен отиошениго достижимой мощности сигнала на клеммах антенны к достижимой мощности сигнала на входных клеммах приемника (точки на рис.
13). Шумовая температура приемника. Эффективная входная шумовая температура приемника (или любого четырехполюсника) Т, иногда задается разработчиком. В других случаях задается коэффициент шума Р„. Соотношение между зтими величинами дается формулой (17] Те = Тю (Ра 1) (41) где, как обычно, Тю = 290 К. В этой формуле Га — отношение мощностей (часто выражается в децибелах]. Формула (41] применима к приемнику с одночастотным ошкэиком (для которого одночастотному входному сигналу соответствует одночастотный же отклик на выходе приемника или Уу! г] и наоборот). Методы расчета шумовых температур для приемвиков с двух- или многочастотным откликон (для супергетеродннного приемника без предусилителя) даны в [17) и (29].
В радиолокационных системах обычно используются приемнини с одночастотным откликом. Заслуживает упоминания положение, на которое обращалось особое внимание в литературе, но которое тем не менее легко забывается. Шумовая температура приемника или коэффициент шума применяются только при определенном импедансе со стороны входа приемника. Если этот импеданс изменится, то изменится и шумовая температура. Следовательно, в принципе, когда вели- Гл. 2.
Расчет бал»когти РЛС чина шумовой температуры приемника установлена, то должен быть определен импеданс источника (импедаис, который «видит» приемник со своик входных клемм). Это тем более важно потому, что шумовая темперагура оптимальна (наименьшая) не обязательно тогда, когда иипедансы согласованы. Если же шумовая температура приемника установлена без такого определения импеданса, то предполагается, что импедаис источника оптимален. 2.6. Множитель влияния земной поверхности и тропосферы (интерференционный множитель)' Множители Ег и Е, в уравнениях дальности введены для учета условий распространения радиоволн между антеннами (передающей и приемнои), о«ли чающихся от распространения в свободном пространстве.
При этом при1 и«гается ео внимание возможное отклонение направления на цель от оси диаграм«|ы из. правленности антенны. Таким образом, Ег и Е„содержат коэффициенты /г н ), анаграммы антенны и, гчавное, содержат коэффициенты, учитывающие отраже- ние радиоволн от земной понерхности с интерференцией при многолучеиом распространении, а также дифракцию и затенение, потери на поглощение и аномальные рефрзкционные эффекты. (Нормальная рефракция, величина кото- "рой незначительна, не влияет существенно на дальность обнаружения, ко~аз цель находится выше радиолокационного горизонта, но влияет нз соотношение «дальность — высота — угол места» при построении диаграмм обнаружения ) В большинстве случаев влияние потерь на поглощение удобнее учитывать, включив коэффициент потерь на поглощение в произведение коэффициентов по- терь системы й.
Поэтому потери на поглощение не рассматриваю«он в этом пара графе, хотя при некоторых условиях их скорее следовало бы учесть в множителях Ег и Е,. В дальнейшем под множителем Е без индекса подразумевается как Еп так н Е„для РЛС же с общей приемопередающей антенной Е, = Г, = Е. Множитель Š— отношение реально действующей напряженности поля Е в некоторой точке пространства к напряженности Е, в максимуме диаграммы направленности для идеального случая распространения волн в свободном пространстве.
(Это определение относится к Еь но пригодно талже и лля Е, в соответствии с принципом взаимности.) В общем, Е= Е(Я, Ф, О) = Е(Л, Ф, О)/Е,()«), (42) где )«, Ф и Π— соответственно дальность, азимут и угол места точки простран- ства. Таким образом, Š— отношение напряженностей.
Поэтому в уравнении дальности, в погорим отношения мощностей 6« и бг находятся в первой степени, входят квадраты множителей Ег и Е„. При работе на обычных радиолокационных частотах (метрового диапазона и выше) антенна РЛС обычно облучает только цели, находящиеся н а д горизон- том. (Дифракция, в результате которой возникает поле некоторой напряженно- сти ниже горизонта, обычно слишком слаба, чтобы быть полезной для радиолока. циовиого обнаружения, а аномальная рефракция, которая иногда вызывает появление весьма сильных полей ниже обычного горизонта, непостоянна на боль- шей части Земли.) Следовательно, для областей, лежащих ниже горизонта, обычно Е = О из.за затенения сферической земное поверхности.
Исключение составляют РЛС, работающие на волнах длиннее метрового диапазона, где воз. пикает ионосфервая рефракция или происходит распространение вертикально. *' В английской транскрипции этот множитель называется «рапегп-ргорайа((оп (ас(ог» (буквально «множитель диаграмма-распространение»). В русской технической литературе (см. «Терминология распространения радионолн» АН СССР, М., (йбт) подобный множитель (но без учета коэффициентов )г и гг, обычно весьма близких к !) называется «множителем влияния земли и тропосферы» (реже «интсрферевциониый множитель»). — Ред.
2.б. Множитель влияния земли и тропосферы Гинтерференнионный множитель) поляризованной поверхностной волны за горизонт. РЛС, использующие эти виды распространения, обнаруживают цели ниже линии горизонта. Дальность обнаружения целей радиолокационными станциями, использующими атмосферную рефракцию для загоризонтного обнаружения, рассмотрена Россом н Шварцманом [3!). Основная польза введения множителей Е выявляется в расчете интерференции при многолучевом распространении, когда антенна РЛС облучает сверху отражающую поверхность (например, земную), над которой находится цель. Если диаграмма антенны и вертикальной плоскости так широка, что наряду с волной, распространяющейся по прямому пути («прямой» волной), часть излучения достигает цели благодаря отражению от земной поверхности, то образуются д в е достигающие цели волны («прямая» и «вепря»:ая»), которые различаютсп каи по амплитуде, так и по фазе.
Поэтому напряженность поля у цели является результатом суммирования этих двух волн с учетом их фаз. Если поглощение пренебрежимо мало и цель расположена в максимуме дйаграммы антенны, то напря. женность поля волны, распространяющейся по прямому пути, равна напряженносги Еь в формуле (42). Если же цель не находится в максимуме диаграл|мы антенны в вертикальной плоскости (О ~ О, но Ф = 0), то Еь =- ЕЯ (0), где 1 (О) — коэффициент антенной диаграммы в вертикальной плоскости в направлении угла О, на котором находится цель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
