Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Обзор пространства. Предположим, что РЛС должна исследовать угловой объем () стерадиан за время /,. Если луч антенны стягивает угол Рь стерадиан, то приближенно коэффициент усиления антенны 6г 4п/Иь. Если в каждом направлении, стягиваемом антенным лучом, он находится в течение времени /ь, то общее время сканиронания /ь = /ьй/()ь. Подставляя это выражение в урэв. неиие (5) и учитывая, что Е~ = Р„/ь, получаем Р,ь А,о 4ийТ Рн (Е///ь) Я Таким образом, для обзорной РЛС существуют даа важных параметра, позволяющих максимизировать дальность действия; средняя мощность передатчика и апертура антенны.
Любое уменьшение времени сканировании исследуемой области или любое увеличение объема обозреваемого пространства должны сопровождаться соответствующим увеличением произведения Рв,А,. Отметим, что частота не входит в уравнение (7) в явном виде. Помехи. Если обнаружение радиолокационного сигнала ограни чивается воздействием внешних источников помех (например, преднамеренной шумовой помехой), а ие внутренними шумами приемника, то параметры, играющие важную роль при опрегехении дальности действия РЛС, несколько отличаютсн от рассмотренных выше. Мощиосгь шума приемника на единицу полосы частот в этом случае определяется в первую очередь мощностью помехи, а не коэффициентом шума приемника.
Если РЛС производит обзор простоанства н помеха просачивается в приемник с некоторого направления по боковым лепесткач диаграммы направленности антенны, то максимальная дальность действия радиолокатора момхет быть записана в виде Рве гь о /7е В/ э /хюьх ь) Е/йэ Ре 6/ где яь — уровень боковых лепестков, отнесенный к уровню главного лепестка антенны (ре ( 1); /7/ — дальность до источника помехи; Вз — ширина спентра помехи: Ре — мощность помехи; Оз — коэффициент усиления антенны по помехе; Е/й/ь — отношение энергии сигнала к мощности шума на единицу полосы, необходимое для надежного обнаружения.
Здесь важным параметром является средняя мощность. Уровевь боковых лепестков антенны также является важным фактором. У равнение (8) получаетсн подстановкой в уравнение (7) вместо ИТ Р„мощности шумовой помехи на единицу полосы частот, воспринимаемой боковыми лепестками приемной антенны РЛС. Такое уравнение можно применять, только если шум приемника пренебрежимо мал по сравнению с шумовой помехой. Когда РЛС сопровождаег цель при наличии помех, этот вид работы пазы. вается иногда силовым преодолением'>, то уравнение дальности принимает вид Р,ц,/э6г о Вз /7~ (9) ~~х 4п Е/Мь Р 6е *> Термин «силовое преододение» заменяет американский термин ьпрожпгаииеь (Ьпгп(пгопйп). — Ред, 13 Гл.
/. Введение в радиолокацию Эдесь валиными параметрами являются средняя мощность, время набл>аления и коэффициент усиления передаюигей антенны. В этом уравнении максимальная дальность возведена в квадрат, а не в четвертую сгепеньь как в других уравнениях дальности. Отметим, что ни в одво из уравнений, учитывающих воздействие помех, плошадь апертуры антенны не входит в явном виде. Антенна г большой апертурой воспринимает как большую мощность сигнала, так и большук> мощ. ность шумовой помехи. Коэффициент шума приемника не входит в уравнение, так как мы предполагаем, что шуиовая помеха значительно больше шума приемника.
Таким образом, нри наличии помех нет смысла создавать приемник с предельной достижимой чувствительностью. Привеаенные выше два примера уравнений дальности длн РЛС, действующей в условиях помех, являются упрощен. »ыми. Можно привести и другие формы записи уравнений такого рода Мешающие отражения от местных предметов. Когда РЛС обнаруживает небольшие цели, расположенные на поверхности моря или зел>ли, та мешаю>цче отражения от местных предметов существенво ограничивают возможность обна. ружсния. Если мощность мешающих отражений превышает мощность шумов приемника, то уравнение дальности нетрудно свес>и к выражени>а, характеризующему отношение мощности сигнала к мощности мешэющих отражений от местных предметов.
Это отношение равно отношению ЭПР чели к ЭПР местных предметов. Если мешающие отражения распределены более или менее равномерна, то мощность эхо-сигналов, отраженных от мес>ных предметов, зависит от Размерон области, попадающей на элемент разрешения РЛС. Мешающие отражения от поверхносги (марн нлн земли) характеризуются отношением мощности мешающих отражений к размерам области, аблучаемой РЛС. Такой нормированный коэффициент мешающих отражений обозначают оэ. Рассмотрим нмг>ульсиую РЛС, наблюдающую за целью при наличии ме. шающнх отражений на низких углах места. Еслй используется моноимпульсное обнаружение, то отношение сигнал/мешающие отражения 5 и С а' /л>О„с (т/2) зес Ф (! О) откуда о (5/С)ю>а о'Ол с(т/2) зес Ф где /1> — дальность до участка поверхности, порождающего мешающие огра>кения; Оь — ширина луча в ааимутальнай плоскости; с — скорость распространения радиоволн;- т — длительность импульса; Ф вЂ” угол места.
Предполагается, что раамеры поверхности, порождающей мешающие отраженин, определяются в азямутальной плоскости шириной луча антенны, а по хальности — длительностью импульса. Отношение 5/С аналогично отношению Е/Ио для теплового шума. Оно должно быть достаточно большим для достижения надежного обнаружения. Статистические характеристики мешающих отражений в общем случае отлича>отся от статистических свойств теплового шума, но в перво~ приближении, когда нет другой информации, можно считать, что требуемое значение 5/С совпадает с тРебУемым значением Е/А>е.
СУщественной чеРтой уравнения (10) является то, что дальность входит в него в первой степени, а нв в четвертой. Следовательно, при обнаружении цели на фоне мешающих отражений необходимо, чтобы луч РЛС был узкил>, а импульсы — короткими.
При .других предположениях, отличающихся от приведенных выше, параметрами, н-Рающнми важную роль при обнаружении цели на фоне мешающих отражений, могут быгь другие величины. Если за одно сканирование принимается и отраженных импульсов, а мешающие отражения коррелнрованы от импульса к импульсу, то улучшения отношения 5/С не происходит.
Если бы ограничива>ощим фактором был тепловой шум, а не мешающие отражения, то такое улучшениедолжно быть. 14 /лд //н>рормация, извлекаемая ари обдабогне радиолокационного сигнала На больших углах Ф (в окрестности 90'), где вклад помех от местных предметов полностью определяется шириной телесного луча радиолокатора Оь и нэ зависит от длительности импульса, отношение сигнал(помеха принимает вид 5 о С о»Лзйь/з(пФ ' откуда об! з!п Ф о» 4>т (Я/С)юга (! 1а) Если причина помех — дождь или другие метеорологические частицы, рзе. прсделеииые разномерно пи объему элемента разрешения РЛС, и если >) — 3>">Р источников помех на единицу облучаемого объема, то 5 о (12) С т!Д>21)ьсг/2 ' откуда //2 пС! т14л (ст/2) (5/С) ()йа) 4.3.
Информация, извлекаемая при обработке радиолокационного сигнала Хотя в основе самого наименования «радиолонациониая станция» лежит аоГревиатура английских слов «обнаружение и измерение дальности с помощью радио» (гагйо де1ес1!оп апб гапд(пд - гадаг), однако радиочокационная станция позволяет получить больше информации о цели, чем это заложено в ее иазва. нии. Г/бнаружен»е цели означает установление факта ее наличия. Можно рассматривать обнару>кение вне зависимости от процесса извлечения информации, во редко нас интересует лишь сам факт наличия цели без информации о ее свой. ствах или положения в пространстве. Следовательно, выделение полезной информации о цели представляет соГ>ой важную часть функционирования РЛС.
Рассмотрение обнаружения вне зависимости от получения информации нэ означает, что между этими процессами нет никакой связи. Извлечение информации в общем случае требует оптимальной обработки с помощью согласованного фильтра или эквивалентного ему устройства. Чем больше информации о цели известно априори, тем эффективнее обнаружение. Если, например, расположеииэ цели известно, то антенну можно установить в нужном направлении, чтобы напрасно нэ тратить энергию и время иа исследование пустого пространства.
Или если известна относительная скорость движения цели, то приемник можно зарзпее настроить на частоту, соответствующую частоте принимаемого сигнала„г, и Этом отпадает необходимость исследовать более широкич диапазон допплероь. ских частот. Допплеровский сдвиг частоты, обусловленный перемещением сам. летов, обычно мзл по сравнению с шириной спектра ряднолоквцяоиного сигнаал. Поэтому в большинстве случаев расширять полосу пропускавнн приемника нэ нужно. Однако допплеровский сдвиг частоты, характерный длн космическив целей (например, для спутников), часто настолько велик, по отраженный сигнал может не попасть в полосу пропусканив приемника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
