Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Одним из обусловленных преломлением следствий является увеличение дальности радиолокационного горизонта (рис. 12,а), другим — ошибка радиолокационного пзмереаия угла места (рис. 12,б). В тропосферной области атмосферы показатель преломления а зависит о) таких метеорологических факторов, как температура, давление и содержание водяных паров, и может быть выражен как ([8) и т. 1, $6.2) 77,6р 3,73 10" е ( — 1) 10'=Дг= Т Т) (6) где Т вЂ” температура воздуха, К; р — барометрическое давление, мбар н е — парциальное давление водяного пара, мбар. Параметр У называется индексом рефракции. Этот термин часта используется в трудах по распространению, так как он соответствует более удобной единице измерения.
Первое слагаемое уравнения (5) применимо как к оптическим, так и к радиочастотам, 79 Гл. 2. Радиолокационное определение высоты цели а второе слагаемое отражает зависимость, связанную с водяным паром, и необходимо в случае радиочастот, Следует отметить, что приведенное выше выражение для индекса рефракции не зависит от частоты в диапазоне 100— 10000 Мрц. Показатель преломления, как правило, ири увеличении высоты уменьшается, так как р и е быстро умепьшаютсв при увеличении высоты. При нормальных атмосферных условиях показатель преломления с увеличением выготы уменьшается со скоростью порядка 4 !О-' и-,ц Типичным значением показателя преломления у поверхности земли является 1,0003.
Классическим методом учета атмосферной рефракции при вычислении высоты с помощью радиолокационных срелсте является замена действительного радиуса Земли гэ (6371 км) эквивалентным радиусом Земли Ага и замена действительной атмосферы однородной, в которой элентрамагнитные волны распространяются по прямым, а не искривленным линиям (т. 1, $6.2), Можно показать на основании закона Снеллиуса из сферической геометрии, что зпа. чение нозффицнента Ф, на который должен быть умножен радиус Земли для отображения траекторий лучей прямыми липкими, определнется выражением 1 Ф=' 1 + г„(г/и/ий) !6) где г/и/г/Н вЂ” скорость изменения показателя преломления с высотой.
Верти. кальный градиент г/и/НН обычна отрицателен. Принимается, что градиент не меняется с высотой, и чта А '/э Коэффициент 4/э для эффективного радиуса Земли ширака используется для учета стандартной рефракции радиоволн в трудах по распространению и в практике радиосвязи и радиолокации благодаря более улобной методике вычислений.
Зто является, однако, лишь аппроксимацией, которая может привести к неправильным результатам, когда тре. буюгся точные радиолокационные измерения, например прн определении высоты на больших рассгаиниях [9). Расстояние г/ от РЛС, расположенной на высоте й, до горизонта можно на основании простых геометрических соотношений приближенно определить, как (7) при условии, что Н мало ао сравнению с ге. Если принять, что Ф '/ь то выражение (7) еще более упрощвется. Для П выраженного в ьилометрак, в Н вЂ” в метрах и=4,1 Эг/г. (8) Более точные соотношения для углового отклонения луча при рапира.
странении электромагнитных волн через среду, параметры которой отличаются от параметров свободного пространства, приведены и т. 1, 22 6.2 — 6.6 н в рабатах [!О н ! 1). В табл. 1 приведены ошибки определения высоты цели, паха. дяшейся на высоте 30 км, вычисленные для эталонного индекса рефранции атмосферы (экспоненциального эталона атмосферы).
Следует отметить, что величина ошибки по высоте непосредственно зависит от величины индекса рефракции у земной поверхности, причем при углах места, превышающих приблизительно 40, зта зависимость исчезает. Зависимость ошибки по высоте от наклонной дальности приведена в табл. 2. В табл. 3 даны для сравнения значения высоты цели, вычисленные для эквивалентной Земли (1=4/з) и для экспоненциальной модели атмосферы [!2). Из этих даинмх видно, что при данном угле места разность вычисленных зна.
чений высоты увеличивается с возрастанием наклонной дальности, а при данной наклонной дальности увеличивается с углом места. 60 2.2. Радиолокационные измерении высоты Таблица 1 Ошибки определения высоты [м] цели, находящейся на высоте 30 км, вычисленные для эталонного индекса рефракции мс атмосферы Центральной лаборатории распространения волн в 1958 г. Индекс у земли Угол мсетил грид и,= 330 Ил= 370 Таблица 2 Ошибки определения высоты ]м] иа наклонных дальностях 185, 370 и 550 км", вычисленные при использовании эталонного индекса рефракции атмосферы Центральной лаборатории распространения волн в 1958 г.
550 имлл 135 «и 370 игл Угол мента, град и,= зто н„=310 Н,=330 м„=370 и, =ззо и, йзо 4500 490 420 340 283 238 820 720 530 415 345 1520 1280 2460 1940 '1 Зиачеиис наклонной дильиоити-приблилкеииое. Таблица 3 Сравнительные данные по высоте, вычисленные при использовании эквивалентного радиуса земли (л=ч/3] н зкспоненциальной модели атмосферы ]12] Лекс ( Л4!3 ! 05 Л,„, ~ Лстт ~ 55 1 5475 ~ лл Угол мести, град 550 имл~ 135 им'л зта им'Л ') ЛЛ=Л вЂ” 54)51 исс высоты Ланы и метрах.
эис ') зеачсвие ииклоииой дальности. 1 2 4 6 В 10 15 20 40 70 2790 1720 800 440 272 183 85 49 12 3 3386 2050 940 51! 315 210 97 55 12 6 4480 2640 1160 627 384 256 119 67 15 6 Гл 2 Радиолокацнонное олрлделемие высоты цели 2.3. Ошибки по углу места, обусловленные отраукениями от земной поверхности Во всех системах определения высоты одним из основных факторов является уменьшение точности измерения угла места, обусловленное много- трассовым распространением Переограженные земной поверхностью сигналы векторно суммируются с сигналами прямого луча, вызывают колебания амплитуды и фазы входного сигнала антенны и не могут быть отделены обычными путями от сигналов прямого луча Величина таких угломестных ошибок обыч.
по танова, что при малых углах места, когда значительная часть антенного луча облучает земную поверхность, угломестные ошибки становятся недопустимо большими Поэтому, как общее пранило, нельзя рассчитывать на полу. ченне надежг1ь~х данных по углу места, если иглообразный луч РЛС неправ. лен над земной поверхностью в оределах диапазона углов места, равного ширине диаграммы направленности При больших углах места величина угломестной ошибки прямо пропорциональна относительной величине напряжен. ности отраженного от земной поверхности поля, принятого соответственныч Глгш-~~ге с)) э)а 9 Вис. ~З Геометричесаие соотныиевии длв анелина угломестнмх ошибои, присугднх метаду одновременного сравнени» амплитуд при наличии переотражения от вемноа поверх. нести боковым лепестком, направленным под отрицательным углом в угломестной плоскости (иными словами, произведению относительного уровня бокового лепестка и коэффициента отражения от земной поверхности).
Ниже будет рассмотрено влияние величины угломестных ошибок, обусловленных многотрассовостыо распространения, на различные системы определения высоты, в которых применяется: 1) одновременное сравнение амплитуд и 2) одновременное сравнение фаз Одновременное сравнение амплитуд. В радиолокационных системах, ис. пользующих для определения угла места цели метод одновременного сравне. ния амплитуд, значение угла места в пределах ширины диаграммы направ- 82 2,3.
Ошибки по углу места, обусловлен. отражениями от земной поверхности пенности определяется путем измерения отношения одновременно принятых двумя отклоненными лучами зхо-сигналов, причем цель может быть облучена любым способом, Значение измеренного угла места не зависит от способа облучения цели, а определяется только параметрами отклоненных лучей приемной антенны.
При анализе ошибок по углу места, обусловленных отражениями от земной поверхности, будет принято (рис. 13), что равносигнальиая ось, проходящая через точку пересечения двух отклоненных лучей (А и В), направлена )очко на цель под углом места 0 (условие нулевой ошибки при отсутствии отражений от земной поверхности). Есле принять, что лучи А и В совершенно идентичны и оси лучей А и В направлены под углами места 0-а и 0 +а соответственно, то полное относительное значение напряженности поля принимаемой волны в месте формирования лучей А и В (относительио максимума каждой диаграммы направленности) будет равно /Ш+ гп в>е В>.
л= л)а> 1 л)ж)-а>е е>) — — ев), >+ Ке>цгя+ а> е — та+го вш ш где К вЂ” максимальное значение козффициента отражения; >р — фаза козффиЦИЕИта ОтРажЕНИЯ; Ел) > — — Еши) — ОтпаентЕЛЬпаа НаПРЯжЕННОСтЬ ПОЛЯ ЛУЧЕЙ А и В, обусловленная сигналами, пришедшими по прямым путям под углами а относительно осей лучей А и В, Ел)гн „, — относительная напряженность поля луча А, обусловленная переотраженным сигналом, пришедшим под углом 20 — а относительно осн луча А» Ед)г > — относительная напряженность а поля луча В, обусловленная переотраженным сигналом, пришедшим под углом 20+а относительно оси луча В. Ошибка визирования по углу места оа, обусловленная отражениями от земной поверхности, является функцией абсолютных значений Ел и Ев и определяется выражением (ЕЛ ( ~ ЕЛ +КЕ Е >)~с+2пв!и Е) ~ ( Е ( ~ Е -(-КЕ е /)ч+гов; е> ~ и в В)а> В [ге+а> Если КЕл,„, „, и КЕв)ге~а, малы по сравнению с Еж„), то макси.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
