Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 47
Текст из файла (страница 47)
При этом разница в ЭПО при облучении с носа и с борта достигает 8 дБ, а при изменении угла облучения на 30' эта разница в ЭПО может составить 1О дБ. гзр з нем.а4м з - зм зу ам 4з б а; з — НР нем.а4А (зур нара-знь уну ма м б а; 4- лп Рлк лняруо з- ав Рлс лн(арала; б - лп Рлс овп знмрз 44; з - лн Ряс «т; а - ан бра Ртр; р - Увзарр зУ ма (а; (а - зл брозрзз баОрбзаррч (( - бв РЛС ОНП ЗННРЗ-Зя и - зв Ряс Аннроо(онл(в; (3-зурммбз(зурюмббсз уяумазбебба;14 зазлум( из ра Рнс.
26.15 Таким образом, особенностью МЦ является многолепестковость диаграммы отражения с глубокими 1десятки децибел) перепадами между экстремумами и со средним периодом чередования лепестков диаграммы, близким к значению )у).. Эффект многолепестковости диаграммы отражения МЦ усиливается из-за интерференции сигналов на входе антенны АРГС, предопределенной многолучевостью трасс распространения радиоволн между МЦ и АРГС, которая обусловлена множеством возможных путей прохождения отраженных сигналов между элементами конструкции МЦ и антенной АРГС с учетом их переотражений от морской поверхности. Другой отличительной особенностью объектов, относящихся к МЦ, являются габаритные размеры, составляющие сотни и тысячи длин волн, поэтому в различных диапазонах работы АРГС следует ожидать различных значений ЭПО и, соответственно, характеристик обнаруже- 240 ния и точности оценок их фазовых координат.
Например, в табл. 26.2 показано, что средняя ЭПО п„на 1=8 мм превосходит среднюю ЭПО на Х=З см для надводных кораблей различных типов в 1,5-2 раза. Средняя ЭПО какой-либо конкретной МЦ, находящейся на поверхности моря при значительном волнении, как правило, не превосходит ЭПО той же цели, находящейся на той же поверхности при отсутствии волнения, тогда как максимальная ЭПО при тех же условиях обычно больше или равна той, которая соответствует случаю отсутствия волнения. Флуктуации величины ЭПО, вносимые волнением поверхности моря, становятся меньше, когда величина угла скольжения 1) луча антенны приближается к настильным значениям. Надводные корабли как радиолокационные объекты, в отличие от воздушных целей, наблюдаются на фоне подстилающей морской поверхности и работа АРГС происходит в присутствии на входе антенны не только сигналов от МЦ, но и пассивных помех — отражений от морской поверхности (фона).
Пассивные помехи оказывают существенное влияние на показатели работы АРГС, и, соответственно, всей РЭСУ в целом. Поэтому при анализе работы КСН МЦ обязательным является учет этого отличия. Пассивная помеха от морской поверхности образована суммой сигналов, отраженных от большого количества элементарных отражателей, скорости движения и конфигурация которых изменяются во времени случайным образом, и представляющих собой поверхностно-распределенные объекты, расположенные в пределах одновременно отражающей площадки, размеры которой определяется выражением Вп ДВО 5 (26.21) 2соз[) где т„ — длительность зондирующего импульса (после сжатия при ЛЧМ или ФКМ); Д вЂ” дальность до центра отражающей площадки; [1 — угол наклона оси луча антенны в вертикальной плоскости относительно горизонтальной поверхности (рис.
26.13,а). Отражательные свойства подстилающей поверхности характеризуются так называемой удельной эффективной площадью отражения (УЭПО) — Ога Величина УЭПО морской поверхности зависит от скорости и направления ветра, углов визирования, длины волны и поляризации облучающей электромагнитной волны. УЭПО определяется обычно на основе экспериментальных измерений в натурных условиях с использованием специальных радиолокационных измерителей. В зоне углов [1 в несколько градусов и менее, при которых в основном работает АРГС, величина оО лежат в диапазоне минус 30-60 дБ, как показано на рис. 26.16 [19], где ! — море спокойное (волны высотой 241 оь дв 0,3-1 м); 2 — умеренное волнение (волиы высотой -1О 1 1 — 1,5 м) для 4.=3 см.
Из рас- смотрения зависимостей еш рис. 26.16 видно, что при маловысотном полете иа больших дальностях, когда -0О угол скольжения 11 меньше одного градуса, величина оа меньше -(60...70) дБ и пас-то 01 02 0400 1.0 2 3 4 0 0 'Р сивная помеха оказывает й ад меньшее влияние иа работу АРГС, чем внутренний шум приемника. Когда ПКР приближается к МЦ, величина па возрастает на несколько десятков дБ и влияние пассивной помехи превалирует над влиянием внутреннего шума. Существенное влияние на характер угловой зависимости УЭПО оказывает рефракция и брызгообразование, которое значительно повышает величину УЭПО в области малых углов. Значения УЭПО моря возрастают по мере увеличения морского волнения до некоторого определенного значения, после которого рост величины УЭПО практически прекращается (при скорости ветра более 15 м/с). Существенно, что при работе АРГС на мальгх углах 0 в отраженном от морской поверхности радиолокационном сигнале наряду с шумоподобной составляющей появляются пики (всплески), превышающие на 10...15 дБ средний (шумовой) уровень сигнала.
Эти всплески обусловливаются возникновением отражений от выходящих из зоны радиотени крупных гребней волн. В результате плотность распределения амплитуды отражений от морской поверхности описывается логарифмически нормальным законом с «тяжелыми» хвостами, что требует при обнаружении МЦ использования более сложных алгоритмов обнаружения. Отражения от водной поверхности в сильной степени зависят от взаимного расположения направления облучения и направления распространения воли, от степени волнения моря.
УЭПО при волнении моря 3...4 балла при направлении радиолокационного луча поперек волн аз на 3...5 дБ больше, чем при тех же углах 13 и нап луча вдоль волн аь при волнении моря 3... 5 баллов соотношение о4/пз составляет 1,5...2 дБ. УЭПО для морской поверхности монотонно возрастает при увеличении 0 в среднем на 1 дБ/град. При малых 0 величина па возрастает с увеличением волнения от 1 балла до 3 баллов на 8 дБ, дальнейшее увеличение волнения до 5 баллов не дает заметного увеличения аа. 242 Рассмотрим теперь спектральные характеристики пасснвной помехи, необходнмые для анализа работы когерентных АРГС.
Ширнна энергетического спектра пассивной помехи от фона — АГ, обусловленная движением элементов поверхности моря и зависящая от степени волнения моря, определяется по формуле 2,12 г— АГ„,= ',)н1,1, 2," (26.22) где Нш — действующая высота морской волны, обусловливающая диапазон изменения АГ в пределах 80...200 Гц. Диапазон возможных значений ширины энергетического спектра АГ пассивной помехи для сантиметрового диапазона длин волн характеризуется величиной 200...400 Гп. которая зависит от степени волнения моря, направления излучения относительно фронта морской волны н от скорости ПКР и мало зависит от угла скольжения [79).
Ширина энергетического спектра 61'„~„пассивной помехи, поступающей по боковым лепесткам ДНА, ориентировочно в два раза меньше, чем в основном лепестке ДНА. Здесь следует вернуться к замечанию, сделанному при анализе зависимости (26.19) и полученных там числовых значений для Г „,„. На рис. 26.17 приведены возможные соотношения энергетических спектров сигнала МЦ, движущейся с различными скоростями (например, кривые 2 и 3 для КР н РКА, имеющих соответствующие (, кр и ~,,„ркь), и пассивной помехи (кривая 1).
Доплеровскую поправку, вызванную движением ПКР, компенсируют в когерентной АРГС как в обычных бортовых когерентных РЛС [80). Из сопоставления приведен- Рис. 26.17 243 ных выше числовых значений Г„и АГ следует, что спекгр пассивной помехи перекрывает наиболее вероятный диапазон доплеровских частот сигнала слабо маневрирующей МЦ как, например, ЭМ или КР, и в меньшей степени это характерно для быстро движущейся МЦ, такой как, например, РКА. Поэтому даже в когерентной АРГС со спектральной обработкой сигналов наблюдается сильное влияние пассивной помехи на дальность обнаружения и точность автосопровождения МЦ. Однако, есть участки спектра сигнала МЦ, как показано на рис. 26.17, не перекрывающиеся со спектром пассивной помехи, использование которых дает хорошие результаты при обнаружении и оценке координат МЦ в когерентной АРГС, использующей спектральные методы обработки сигналов.
В такой ситуации доплеровская фильтрация обеспечивает хорошее выделение сигнала МЦ из входной алдитивной смеси с пассивной помехой. Мощность принимаемого сигнала от пассивной помехи, можно оценить по формуле РиХ Во зст„ьз ф — (р)по11) — (р) (26.23) 128п~Д ф — ср)созф — ср) где у — текущий угол визирования в вертикальной плоскости элемента разрешения на морской поверхности относительно максимума ДНА; 0— угол скольжения в направлении максимума ДНА. Введение в формулу (26.23) зависимостей от углов 11 и у позволяет рассчитывпь величины УЭПО при изменении угла визирования анализируемого элемента разрешения на поверхности моря в пределах асей просматриваемой ОВПЦ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
