Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Для этого необхо. димо, чтобы размер апертуры по вертикали был 40 см в диапазоне 5, а в диапазоне Х вЂ” всего 13 см. В случае одной судовой РЛС предпочтение будет отдано антенне с более широкой апертурой, так как это обеспечит более высокую разрешающую способность по азимуту. Если выбрать антенну шириной 3 м, то ширина луча в горизонтальной плоскости будет 0,8' в диапазоне Х и 2,4' в диапазоне 5. По приближенной оценке ЭПР дождя в диапазоне Х в 100 раз больше, чем в диапазоне 5.
Однако, поскольку антенна диапазона 5 облучает в три раза большую плошадь дождя (луч в три раза шире), это отношение уменьшается до 30. Следует помнить еше об одном обстоятельстве. Антенна монтируется обычно на судне на высоте 15 м. Изменение структуры боковых лепестков с высотой, обусловленное отражением от морской поверхности, было приведено на ис. 1 для диапазонов 5 и Х на дальности 2 км. При наблюдении в диапазоне за небольшой целью с высотой борта порядка 1 м она попадает в максимум самого нижнего лепестка, а в диапазоне 5 она оказывается в точке, в которой интенсивность на 6,5 дБ ниже, чем в максимуме, в то время, как дождь облучается максимумом лепестка, В результате эхо-сигнал цели оказывается на 13 дБ меньше, что эквивалентно уменьшению величины о в уравнении (1) на 13 дБ.
Таким образом, разница в эффективных площадях рассеяния в обоих диапазонах почти исчезает (во всяком случае для малых целей, уменьшение 3.3 Проблемы применения судовых РЛС дальности обнаружения которых наименее допустимо). Однако не следует счнтать эти расчеты абсолютно достовернымн. На малых целях обычео имеется большое количество различных отражателей, создающих разные диаграммы обратного рассеяния в диапазонах $ и Х (прн одинаковой высоте над уровнем моря), которые могут изменить эти соотношении в любую сторону.
Наконец, круговая поляризация может дать по осторожной оценке улучшение отношения сигнал!помеха в случае дождя иа !О дБ. Хотя такая поляризация может быть использована и в антеннах диапазона 5, даже простой поляризатор из четверть волновых пласпш явился бы громоздким добавлением к антенне диапазона 5 с высотой апертуры 40 см.
Если бы автор этой главы был ограничен возможностью выбора только одной РЛС, он остаио. вилен бы на диапазоне Х. В настоящее время единственной установкой диапазона Х с круговой поляризацией является РЛС типа Веа1гасй с двумя антеннами, примыкающими одна к другой тыльными сторонами.
Фззированная цриемо-передающая антенная решетка, в которой можно перейти по команде с панели индикатора от круговой поляризации к горизонтальной будет являться дальнейшим усовершенствованием РЛС. Механизм подавления помех при круговой поляризации еше недостаточно ясен. Существует мнение, что в результате круговой симметрии отдельных лождевых капель изменяется направление вращения вектора круговой поляризации и соответственно подавляются помехи при приеме.
Изменение эффективности подавления приписывалось нарушению круговой симметрии дождевых капель, Это может быть справедливо при миллиметровых волнах, длина которых сравнима с размером капель, однако автор считает, что в диапазоне Х и на более длинных волнах симметрия дождя как радиолокационной пели зависит так!хе от однородности распределения и размера капель в пределах всего объема, определяемого произведением ширины луча аа длительность импульса, и что нарушение этой однородности ялечет за собой уменьшение эффективности подавления. В работах [21, 22) проведен обзор и исследование параметров помех от морских волн.
В гражданских судовых РЛС приходится из-за ограниченной высоты антенны иметь дело почти исключительно с направлениями распространения радиоволн, близкими к касательной к морской поверхности (углы падения не более 2*), Рядом исследователей было найдено, что, в случае настильных углов в сильного волнения, ЭПР морской поверхности при горизонтальной поляризации меняется приблизительно обратно пропорционально длине волны, т. е.
увеличивается на 4 дБ при переходе от волны !О см к волне 3 см, а в случае спокойного моря — от !О до 20 дБ. Тем не менее обнаружение небольших целей (а 5 ме) при спокойном море( высота волн меньше 0,3 и) для гражданских судовых РЛС диапазона Х не является сколько-нибудь серьезной задачей. При более бурном море увеличение ЭПР (на 4 дБ) компенсируется увеличением (трехкратным) ширины луча антенны при переходе от диапазона Х к диапазону 5. Это подтверждает уверенность автора в правильности выбора диапазона Х в случае необходимости использования только одной РЛС.
Согласно наблюдениям автора можно считать, что с помощью обычной гражданской судовой РЛС (высота антенны 15 м) невозможно различить цель с ЭПР 3 — б м" на поверхности моря при волнах высотой 2 — 3 м иа дальности !000 м. Если принять, что в РЛС применен усилитель с однородной ло. гарифмической характеристикоа, что шум и все помехи находятся в пределах логарифмической характеристики н что после приемника включена диффереицируюшая схема, то все же обнаружение малых целей, средняя мощность эхосигналов от которых на несколько децибел выше уровня помехи, является трудной задачей. Это обусловлено корреляцией сигналов помехи от морской поверхности от развертки к развертке и системой селективной выборки„ которую создает антенна, делающая 20 об/мии.
Все эти зависимости, а также 117 Гл. 3. Гражданские срдоаь>е радиолокационные станции метод декорреляции для улучшения параметров, изложены в [23). Совместным использованием декорреляции и интегрирования можно добиться увеличения отношения сигнал>шум не менее чем на 12 дБ [23).
Использование только декорреляции дает улучшение на 6 дБ. Для иллюстрации характеристик помех от морской поверхности автор ис. пользует в дальнейшем некоторые свои экспериментальные работы. Была изготовлена РЛС с типичными для гражданских судовых установок параметрами с двумя антеннами, примыкающими одна к другой ть>льными сторонами (одна с горизонтальной, другая с вертикальной поляризацией), с одинаковыми коэффициентами усиления и с волноводным переключателем, переключающим мощность с одной антенны на другую за каждые пол-оборота. Антенны (на высоте .15 м) были заключены в аэродинамический обтекатель и могли вращаться со скоростью либо 20 об>>мин, либо 600 — 700 об/мин.
Частота повторения импульсов была равна 5000 Гц, что при ширине луча 1,6' позволяет облучать цель приблизительно 67 импульсами за один проход лучом антенны при 20 об>мин последней и несколько более чем 2 импульсами при 600 об>мии антенны. Если принять, что время значительной декорреляции помех от морской поверхности составляет 1О мс [23[, то при 20 об>мин ббльшая часть импульсов окажется сильно коррелированными, причем через 3 с следует вторая посылка из 67 сильно коррелированных импульсов. Хотя последующая посылка не коррелирована с предыдущей, глаз не может интегрировать в интервале 3 с, и поэтому сглаживание невозможно. В случае вращения антенны со ско.
ростью 600 об(мнн за посылкой из двух коррелированных импульсов через 0,1 с следует декоррелированная посылка из двух коррелированных импульсов. Глаз в состоянии интегрировать и сглаживать несколько таких посылок. Следует отметить, что средняя мощность сигналов, облучающих поверхность моря при 20 а 600 об/мин, была одинаковой. В установке был использован хороший логарифмический усилитель и дифференцируюшая схема, так что некоторое различие между отображениями помех и шума обусловлено корреляцией сигнала помехи от импульса к импульсу и некоторым отклонением распределения вероятностей по амплитуде помех от закона Релея [16). Рассмотрим рис.
!4. Развертка соответствует дальности 3 км, а береговае линия проходит почти горизонтально через середину индикатора, Верхняя половина индикатора соответствует обзору лучом с вертикальной поляризацией, а нижняя — обзору того же участка лучом с горизонтальной поляризацией. Виден пирс на дальности 2 км. В верхней половине он находится справа под углом около 75' к вертикальной оси (вертикальная поляризация), а в нижней половине — слева под углом около 75' к вертикальной оси (горизонтальная поляризация). Помехи от морской поверхности простираются, постепенно убывая до 3 км (высота волн 2 — 3 м).
Рис. 14,а ивляется экспозицией за один оборот (3 с) медленно вращающейся антенны, когда сигналы полностью коррелированы Изображение получается таким, каким мы его видим непосредственно на индикаторе. Разницы между обоими изображениями почти никакой нет. Эхо-сигналы в случае горизонтальной поляривации более крупнозернистые и имеют несколько большую протяженность.
На вертикальной оси (вверх пои вертикальной и вниз при горизонтальной поляризации) на дальности 1 км на. ходится цель с ЭПР, равной 5 м' (отмечена стрелкой), однако обнаружить ее без априорных сведений о ее наличии невозможно. На рис, !4,6 показано изображение, проинтегрированное фотокамерой за 8 оборотов антенны (24 с) с целью сглаживания 8 некоррелированных посылок, состоящих из 67 коррелированных импульсов каждая. На этом рисунке отчетливее выявилась крупно- зернистость в случае горизонтальной поляризации и цель стала заметнее.
На рис. 14,в показано изображение, полученное после переключения на некоррелированную систему (600.об>>мин), лающую возможность более эффективный ввод в течение 24-секундной экспозиции различно изменяющейся во времени информации о цели и помехах. Отчетливо виден переход сигналов помехи 1!8 Рис. !4а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
