Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 26
Текст из файла (страница 26)
вающих помехи, лежит между указанными характерными значениями, то ре. зультат неточен. Лля ббльшей точности нужны более сложные уравнения, которые получают заменой в уравнении (12) йТ» на йТ»+ бсщ где второе слагаемое дается равенством (79). Если положение источника помех фиксиро. вано, то методы вычисления ясны, хотя и более сложны; для случая самоэкранирования получается квадратное уравнение (с Исм«), и поэтому решение тзкже усложняется, хотя н не вызывает принципиальных трудностей. Отражения от посторонних предметов. Прн обсуждении проблемы обнаружения сигналов а 4 2.4 предполагалось, что в рассматриваемом секторе пространства имеется только одна цель (один эхо.сигнал). Если в зоне действия РЛС находится еще несколько целей, то они обнаруживаются легко. Но если целей так много, что их изображения сливаются на экране электронно-лучевой трубки нли на индикаторе другого типа (или перекрываются во времени, когда используются приборы автоматического обнаружения со стробом), то обнаружение полезного сигнала сильно осложняется Обилие эхо-сигналов, приводящее к такому эффекту, соответствует помехам из-за отражений от посторонних предметов.
Отражения могут создаваться поверхностью моря или земли, метеорологическими объектами (дождем) и даже иногда птицамн или насекомыми. Обычным средством, применяемым против военных РЛС, является создание в воздухе маскирующих пассивных помех — «облаков» из легких отражающих объектов (обычно полосок-днполей из алюминиевой фольги).
Цели на фоне отражений от посторонних предметов. Характеристики мешающих отражений от неровной поверхности моря, от полосок-диполей из фольги, от дождя и от некоторык аидов местных предметов имеют много общего с характеристиками шумов приемника, так как эти отражения случайно флуктунруют по амплитуде и фазе и часто имеют таную же, как у теплового шума, плотность вероятности. Однако важное отличие мешающих отражений в том, что онн флуктунруют гораздо медленнее, т. е.
имеют более узкий частотный спектр, Если уровень меша«ощих помех значительно выше, чем уровень шумов приемника, то обнаружение цели определяется отношением «сигнал/отражение», 2.8 Помехи и отражения от посторонних предметов а не сигнал!шум, Обнаружение на фоне мешающего отражения имеет много общего с обнаружением на фоне теплового шума, но из-за меньшей скорости флун. туаций суммирование импульсов становится относительно менее эффективным, так как время «коррелированности» отражений может быть порядка периода повторения импульсов. Кроме того, иногда отражения имеют «всплескообразныйз характер, так что их статистика отличается от статистики теплового шума.
Однако сущность проблемы обнаружения остается той же: мощность сигнала должна быть в среднем достаточно велика, чтобы сделать вероятность обнаружения существенно большей, чем вероятность ложной тревоги, Отсюда следует, что определение максимальной дальности обнаружения сводится к рассмотрению изменения величины эхо-сигналов от цели и от посторонних предметов в зависимости от дальности и к отысканию дальности, при ноторой достигается необходимая величина отношения сигнал цели(мешающие отражения. При отсутствии детальной информации о статистике отражений имеет смысл считать, что требуемая величина отношения сигнал(отражение соотнетствует требуемому отношению сигнал!шум (при данных вероятностях обнаружении и ложной тревоги) для обнаружения одним импульсом без суммирования.
Эту величину можно найти из рис. 4 — 1О при М = 1. Для устойчивого сигнала при вероятности обнаружения 0,5 и вероятаости ложной тревоги 10™ эта вели. чина равна примерно 13,5 дБ. Отношение сигнал!отражение (51С) — отношение ЭПР пели и отражающих предметов (и, и и,), если интерфсренционные множители (см. 4 2.8) для цели и для посторонних предметов совпадают Однако эти множители могут различаться из-за эффекта интерференции при отражении от земли. В этом случае критерием обнаруживаемости цели служит отношение о/С= о~«Р«/и Р»„ (82) где для простоты предполагается, что для цели Р~ = Р„= Р, а (при аналогичном предположении) Ре — множитель, относящийся к мешающим отражателям.
Если отражающие предметы расположены на поверхности, то интерференцнонные эффекты и другие особенности условий распространения учитывать нс надо (они учитываются определяемой ниже величиной и«) и следует принять Р, = („где /е — коэффициент антенной диаграммы, соответствующий облученной поверхности с мешающими предметами на рассматриваемой дальности. В случае мешающего отражения от неровной поверхности величина и, = о«А, где А — площадь поверхности, облучаемой лучом РЛС, а о' — ЭПР, зависящая от угла скольжения е д и н и ц ы поверхности (см. гл. 7 и 8). Если РЛС с горизонтальной шириной луча Ф радиан*) и длительностью импульса т секунд осматривает поверхность под углом скольжения ф то звсвечиваемая площадь (для малых ф) А = )«Ф (ет/2) зес ф (83) где т( — дальность; с — скорость распространения сигнала РЛС (3 !Оз мус).
Теперь (82) можно записать как уравнение дальности, но оно позволяет найти дальность, только если величины оэ, Р и ф от дальности не зависят. Обычно величина о«зависит от дальности — она является функцией ф (см. гл, 7 и 8). В свою очередь, ф — монотонно убывающая функция дальности. Изменение величины о' при изменении дальности может бычьи вообще говоря, существенно нелинейным и может зависеть от частоты, а также от таких факторов, как тип поверхности и поляризация волны, Поэтому нет простого уравнения дальности, в котором бы учитывались эти зависимости.
Однако если известна. зависимость оз от дальности (или, что эквивалентно, от угла скольжения), то можно графически определить дальность, построив '> Как указывалось в 4 2.3, здесь необходимо специальное определение ширины луча (гм. (14), с. 483 — 484). Аналогичное изменение требуется и в определении длительности импульса. Гк, 2. Рисчег дальности РЛС Р аг Рч Оз /«шах = т)»«(ст/2) ' «(о/С)спи (85) Обнаружение сигналов от движущихся целей иа фоне мешающих отрзже.
ний от посторонних предметов улучшается при соответствующей обработке сигналов. Методы такого улучшения — допплеровская фильтрация и устройства СДЦ вЂ” обсуждаются в т, 3, гл. 5 — 7. Рассмотренный расчет отношения сигнал/отражение необходимо изменить, чтобы отразить улучшение за счет такой обработки, но при условии, что дальность зависит от этого отношения только до тех пор, пока величина отношения отражение/шум значительно превышзег единицу. 2.9. Показатель эффективности сканирования и полная вероятность обнаружения Концепция показателя эффективности сканировзи» я и полной вероятности обнаружения была рззработанз научнымн сотрудниками паучно-исследователь. ских организаций ВМС США в течение эанлючительиого периода Второй миро.
вой войны и в первые послевоенные годы. Специалисты заметили, что при сканировании прострзпсгвз интвисивносгь эхо-сигнала изменяется от сканирования к сканированию. В гол случаях, когда пель находится па дальностях, близких к максилгальной, эхо-сигнал присутствует при одних сканиронаниях и отсутствует при другик. Отношение числа сканироианий, в коигрых эхо-сигнал наблю. дается, к полному числу сканиронаний, усредненное по небольшому интервалу дальностей, получило название показателя эффективны то скакиро«акия. Со.
вершенно очевидно, что эта величина зависит от дальности цели; она соответ. ствует рассмотренной выше вероятности обнаружения для случая, когда дли. тельность осуществляемого наблюдателем интегрирования [!г в формуле (28)[ меньше периода скаиировация. график зависимости правой части равенства (82) от дальности (используя уравнение (83) и соотношение и« = п«А). Точка, в которой ордината этого графика равна предельному отношению (Я/С)ппп, является граничной между областями, где цель может быть обнаружена и где она не обнаруживается. Изменение величин ог и А при изменении дальности может привести к тому (особенно для бортовых РЛС самолетов), что цель обнаруживается внутри некоторого ин.
терзала дальностей. Цель не обнаруживается при больших дальностях нз-за того, что отношение сигнал/шум недостаточно велико; не обнаруживается в ин. тервале меньших дальностей нз-за того, что недостаточно велико отношение сигнал/отражение, и, наконец, обнаруживается при еще меньших дальностях, когда «засвечиваемая» область становится малой или показатель диаграмм / становится малым в то время, как величина Р остается близкой к единице или более. При мешающих отражениях от распределенных в пространстве рассеивателей (дождь, полоски фольги), а не от поверхности вычисления дальности остаются, в принципе, теми же за исключением того, что о« = т)У, где  — ЭПР на единицу объема и (г — одновременно засвечииаемый объем, причем Р = ай»от/2, (84) где Π— гелесный угол луча РЛС.
Однако в случае пространственных отражателей входящая в равенство (82) величина Р, прн определении величины т) не учитывается. Иногда величина Р меняется внутри «засвечиваемого» района и тогда нужно находить ее эффективное (среднее) значение. Если величины г), Р и Р«не зависят от дальности, то объединением соотношений (82) и (84) можно получить решение для дальности обнаружения в виде 2,9, 7)оказатель эффективности сканирования и полная всроятнасть обнаружснал ф()с) = ~ р (о) аа; а (я> (86) здесь ог()7]=овь ( ) (87) где р — интерференционный множитель (сч. $ 2.6), зависящий в общем случае стг дальности, а )сзь — дальность в свободном пространстве, для которой вероятность обнаружения стационарной цели равна О,Ь ()7зз — дальность, вычисленная из уравнения (12), при о = пвь Ро = (то~за~ и при р~ = рг = 1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
