Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Закон обратного косинуса не сохраняется для углов отклонения луча, превышающих 70. Обычно уровень боковых лепестков увеличивается при отклонении луча от нормали, В большинстве случаев изменения параметров антенной решетки пропорциональны в первом приближевии некоторой функции угла между нормалью в антенной решетке и направлением ориентирования луча. Приведенные ниже формулы, связывающие максимальное значение этого угла с наклоном лицевой стороны антенной решетки и секторами сканирования по азимуту и углу места, выведены в соответствии с геометрическими соотношениями рнс. 14.
соз 0 соз ~у+ (Д Вт з!и 0 соз у' = (6) соз Ву+ 1й Ву з!п Вт соз у' соз 07+ 16 Вг соз у' з!п Вт — з(п 016 Вт соз ф— (7) соз 0 где у' — угол между нормалью к антенной решетке и направлением ориентирования луча; Вг — угол между лицевой стороной антенной решетки н вертикалью или угол между нормалью к антенной решетке и горизонтом; йз — угол места в обычных радиолокапионных координатах;  — азимут цели в обычных радиолокационных координатах. На рис. 15 и !6 приведены кривые, рассчитанные по втим уравнениям, по «оторым можно определить зависимость максимального угла отклонения луча, Рпс. гз, ззапсаыосгь мззсамальпого угла отхлопеепп .учз от аориалп, требуемого .ала обзора а пределах д4зч ог сехгора об Лере по углу места длп разных углов похлопе лниеаой оторопи еегепаой реметеп.
Рос. ГЗ. Заапсаыосгь мзхсаыальпого угла огхлопепаа луча ш нормали, требуемого дла обзора е пределах дмг. ог сектора обзора по углу места дла рззпых углов оазлоез лпиеаей стороеы антенной реметхп. 163 ОддпР нзннртннзнлзр сетпонн Юз45 Ф" 4ФФ~Ф ч Вой рер рг ф! ю и,-' Ф йу рй ВУ 40 Усг Югт елтннл вбзрлн ллуглу нанта, ллнл йгунр нуниутннзнолг руй ~~В др ч'ч др чФ Я ее Зд ччч В~~ ун ччВ и ун бн ру д4у зннтнр оИора лр угпу нггнт,атрид Гл. 4. Радиодокациоьныв станции нпбдюг)зная ва ИСЗ (3//У)(4п)ч /74 ЙТс бс А„о (8) Средняя мощность равна произведению энергии на каждое положение луча и числа положений этих лучей (О/ЬО), деленному на максимальное время полного обзора области радиолокационного барьера.
Максимальное время полного обзора определяется угловой скоростью, с которой объект пересекает барьер, и разно бф/те. Если сделать подстановку бг~4п/(ЬОйф), то виражение для средней мощности примет вид 4п/сс (5/И) ЙТг тО рач А„а (9) Это выражение по существу совершенно аналогично выражению для системы с радиолокационным барьером непрерывного излучения (5) с заменой произведения Вт/ггт на /74.
Все обозначения те же, что в (5). Это, конечно, не является неожиданностью, причем исе соображения о зависимости мощности от дальности сохраняют свою силу и в этом случае. Следует отметить, что вывод (9) (в, 'следовательно, (! !)) был сделан путем определения средней мощности по требуемой для обнаружения энергии. В противоположность используемым иногда выражениям с большим числом ограничивающих параметров это выражение не накладывает каких-либо ограничений на форму импульса, внутриимпульсную модуляцию, число накапливаемых импульсов (или !54 требуемого для обзора азимутальиыа яа/гйттлг сектоРов ~45с и ~80' соответственно, от сектора обзора по углу места лля разных углов наклона лицевой стороны антенной решетки.
Для получения зоны обзора по азимуту в пределах ~45' для разных углов места угол отклонения луча должен быть больше 45' независимо й от выбранного угла наклона лицевой стороны. То же относится к азимутальному сектору обзора шбО'. Однако во многих случаях большие углы места ие столь необходимы (с ~очки зрения требуемой дальности), так что можно выбрать угол наклона лицевой стороны антенной решетки таким образом, чтобы стч рчдислахсдчи а случае радио- минимизировать требуемый угол отклоачкаяичничга барьера ммптдьснсго пения луча для больших дальностей. Лля определения видимости косми- ческих объектов следует вычислить по (7) графики эон обзора для выбранных угла наклона лицевой стороны антенной решетки и ограничений по углу отклонения луча и использовать их совместно с суборбитальными графиками $4.2.
Мощность в плоскости апертррьг антенны. Следующим этапом послеопределения конфигурации зоны обзора является расчет требуемой мощности в плоскости апертуры антенны. Уравнение мощности, требуемой для создании ра. диолокациоиного барьера импульсного излучения заданной ширины, может быть выведено твк же, как и для радиолокационного барьера непрерывного излучения. На рис. !7 показан барьер, формируемый сканированием иглообразного луча, Требуемая энергия на передачу для каждого положения луча, равна 4.3 Универсаяьньье РЛС обнаррженая а сопровождения Кз Ов ЯТе (4ц)е Ре Ьгееи )увр, Сг А, ооэ (1О) где К»1 — постоянная, зависящая от формы луча, и йьер — количество заме. ров в секунду.
Так как ширина диаграммы направленности на прием Ов обратно пропорциональна корню квадратному из числа приемных элементов антенны )Уя, уравнение (1О) можно переписать следующим образом: й' ДТе (4гг)х )(е Рмееи= гг А, )У о Д'вп ° Следует отметить, что в этом уравнении отношение сигнал)шум заменено членом, обратно пропорциональным числу приемников, и что требования по точности заключены в постоянной Ф'. В требованиях к системе будет, вероятно, задаваться число замеров в секунду, необходимое на заданной максимальной дальности.
Это же значение полной мощности в режиме сопровождения даст возможность сопровождать низкоорбитальные объекты со значительно большей скоростью. Иракти. чески снорость сопровождения низкоорбитальных объектов будет вероятнее всего ограничена возможностями вычислительных устройств. При расчете мощности и энергии, необходимых для обнаружения и сопровождения, принималосьч что вычислительное устройство с параметрами, соогветствующими возможностям антенной решетки, может быть реализовано и что в передатчике можно будет менять энергию импульса, передаваемого в заданном направлении, с целью максимально возможного использования 155 скважность импульсов).
За разработчиком сохраняется, как будет показано ниже, свобода выбора этих параметров для оптимизации стоимости системы или для выполнения других требований, предъявляемых к системе. При выводе уравнения (9) не учитывались потери и было принято, что луч имеет идеа.лизированную форму с цлоскимн гранями и что фильтр приемника согласован с передаваемым сигналом. Практичеснн во многих случаях конфигурация радиолокационного барьера сложнее, чеч изображенная на рис.
17. Кроме того, дальность, усиление на передачу и апертура антенны на прием могут иметь различные значения е разных сенторах барьера. Для определения мощности, необходимой в случае более сложной конфигурации радиолокационного барьера, следует рассмотреть каждый сектор барьера, в котором эти параметры остаются неизменными.
Низкоорбитальные спутники с небольшой дальностью обнаружения должны быть рассмотрены отдельно, так как у них большая угловая скорость. Одновременное удовлетворение требований по максимально возможной угловой скорости и максимальной дальности обнаружения принедет к чрезмерным требованиям по мощности. В дейстнительности в случае низкоорбитальных спутников необходима значительно более высокая скорость обзора, однако бла.
годаря их небольшой высоте значительно снижаются требования по мощности. Требования по мощности в режиме сопровождения можно получить в соответствии с требованиями к системе по числу обновляемых данных в секунду и по точности измерений на разных дальностях. В обычном уравнении дальности в режиме сопровождения принимается некоторое определенное отношение сигнал!шум. Однако это отношение зависит от требуемой точности в момент измерений и от ширины диаграммы направленности на прием. В уравнение дальности в режиме сопровождения можно ввести формулу (т. 1, $42), связывающую точность ленного измерения пв с шириной диаграммы направленности Ов и отношением сигнал/шум, что дает Гл. 4.
Радиолокационные станции наблюдения эа ИСЗ генерируемой мощности. Практически это означает, что при неизменной им. пульсиой мощности энергия импульса будет меняться путем изменения его длительности. Хотя всегда желательна возможность изменения энергии импульсов, передаваемых в различных направлениях, необходимо так распреде. лять их во времени( см. ниже), чтобы энергия, передаваемая за один период повторения импульсов, была практически одинаковой, так как при этом снижаются требования к накоплению энергии в источнике питания, являющиеся основным фактором, определяющим его стоимость.
Перед тем, кан произвести объединение (9) и (11) для получения требуемой полной мощности, произведем следующую замену значений коэффициенте усиления антенны на передачу б~ и апертуры приемной антенны Аы 6! т>й)т 0е' А = ЧА1И Ае где А, и О, — эффективные площадь и коэффициент усиления отдельных элементов антенной решетки, а Фв и )уг.— число активных приемных и передаю. щих элементов.
Эффективность апертуры учитывается множителем ть Обычно передающая антенная решетка облучается равномерно и ц 1. Если облучение решетки иа прием убывает к краям, т> является мерой эффективности такого облучения. Уравнение (12) дает воэможность выразить значение требуемой мощности через переменные й1в и й(г, обычно используемые дли оптими. ванин конструкции антенной решетии, и через среднюю мощность на одни элемент антенны.
Упрощенное уравнение зависимости мощности от величины апертуры, дающее возможность оптимизировать антенную решетку, имеет вид Р, К, К, Рат= У вЂ” + !!3) ат- г и я г где Ре — импульсная мощность на один элемент; б — скважность импульсов; К, — требуемая для обнаружения постоянная произведения мощности иа апертуру; К, — постоянная произведения мощности на усиление апертуры при сопровождении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
