Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В реальных условиях наблюдения цели за время г„= 1//1/ф возможны некоторые изменения ряда величин: коэффициента направленного действия б или изменения ЭПО (быстрые флуктуации ЭПО). Влияние этих и других изменений на максимальную дальность обнаружения цели учитывается введением коэффициентов потерь а„на затухание в атмосфере, на флуктуации ЭПО, на сканирование ДН, на несогласованный прием сигнала и т.п. Прн этом отношение сигнал/шум обратно пропорционально четвертой степени дальности: Рср6ПРД~АСГц — ™ --(4.) Д.../,,К, (2.41) Подставляя в (2.41) требуемое отношение сигнал/шум, получим формулу для расчета максимальной дальности действия РЛС: Р ср/н~лрд~АОц Дм с 2 (42г) ац/Уой с/ (2.42) Учитывая, что связь между КНД антенны и ее площадью зависит от длины волны излучаемого сигналами: 2 42гЯА прм 12 .
(2.43) Ą— 101 (/с„„= 0,6...1 — коэффициент использования площади антенны), получим нескольку иную формулу для расчета максимальной дальности: 2. Пространственно-временные характеристики поиеховых сигналов На рис. 2.9 представлена зависимость максимальной дальности действия РЛС от энергетической характеристики РЛС Е =Р,пблрд при различном времени когерентного накопления Г1„=10 и 100 мс). При расчетах принято: о, = 13 дБ; сг„= 3 м~; ус = 3 дБ; а„= 5 дБ; и„„= 1; 2 = 3 см; Ял = 1 мз. г„= 10 мс г„= 100 мс Рисунок 2,Я Графики зависимости дальности обнаружения цели и излучения РЛС от ее энергетического потенциала 2.5.2.
Дальность действии РЛС с непрерывным излучениелк Принцип действия РЛС с непрерывным излучением (гомодинных РЛС) заключается в том, что они используют две антенны, причем выход передающей антенны соединен с задающим генератором (передатчиком) РЛС, а приемная антенна соединена со смесителем, на второй вход которого подается сигнал передатчика (рис. 2.10).
В результате биений отраженного сигнала с излученным на выходе смесителя образуются две кведратурные составляющие сигнала 1з1п и сов), которые поступают на вход аналоготти4рового преобразователя (АЦП), где преобразуются в цифровой вид, а далее в процессоре обработки сигналов выполняются все операции, необходимые для решения задач радиолокации. тог 2, Пропранстаенно-временные характеристики помеховых сигналов Рисунок 2.10 Схема РЛС непрерывного излучения Основным недостатком гомодинных РЛС с непрерывным излучением является относительно небольшая дальность действия.
Главным фактором, ограничивающим дальность действия таких РЛС, является проникающий сигнал. Дело в том, что излученный сигнал с выхода передающей антенны поступает на вход приемной и далее обрабатывается так же, как и отраженный. Мощность проникающего сигнала передатчика Р зависит от мощности излучения Р, коэффициента развязки между приемной и передающей антенной а, коэффициента подавления полосового фильтра а„о, специально вводимого в схему приемного тракта для ослабления проникающего сигнала и уровня боковых лепестков фильтра сжатия по дальности а „: Р, = Ра авеаа С учетом того, что мощность отраженного сигнала описывается выражением (2.40), отношение сигнал/помеха в РЛС с непрерывным излучением описывается выражением ' ~ПРД~Аац (2.44) Р + Р„р (4гг) Д" (Р + Ра, а„оао„) При ограниченных размерах антенны для достижения высокого потенциала необходимо повышать мощность передатчика.
Однако при увеличении мощности передатчика увеличивается 103 2. Пространственно-врененные характеристики понеховых сигналов величина проникающего сигнала (помехи) из передающей антенны в приемную. Поэтому до тех вор, пока при увеличении мощности передатчика, мощность проникающего сигнала не превышает уровень внутреннего шума приемника, дальность действия увеличивается.
При превышении проникающим от передатчика сигналом мощности внутренних шумов приемника, дальнейшее увеличение мощности передатчика приводит к росту как полезного (отраженного) сигнала, так и мощности помехи (проникающего сигнала), отношение сигнал / помеха для заданной дальности остается постоянным. При увеличении дальности картографирования полезный сигнал уменьшается, а мощность помехи остается прежней и тем самым ухудшаются характеристики обнаружении и качество радиолокационного изображения местности. Кроме того, наличие проникающего сигнала требует расширения динамического диапазона приемника для того, чтобы пропустить полезный сигнал без искажений.
Даже обеспечив развязку между приемной и передающей антенной сг„= — 80 дБ, выбрав коэффициент подавления полосового фильтра, специально вводимого в схему приемного тракта для ослабления проникающего сигнала в сг,о= — 80 дБ и при уровне боковых лепестков фильтра сжатия по дальности в а„о = — 42 дБ, дальность действия ограничена 10.. 15 км.
Анализ зависимостей показывает, что из-за проникающего сигнала, наращивание мощности передатчика не приводит к увеличению дальности действия РЛС с непрерывным излучением. Для приведенных выше условий дальность действия РЛС с непрерывным излучением ограничена 10 .20 км, 2.5.3. Учет поглощения радиоволн в атмосфере на максимальную дальность РЛС Отношение сигнал/шум прн отсутствии потерь в атмосфере обратно пропорционально четвертой степени дальности до цели: 2. Пространственно-вреиенные характеристики поиеховых сигналов й/Д4 ~ 211) П ~/Д4 Д дальность действия РЛС. 40 50 100 150 Д, км Рисунок 2.11 Графики зависимости отношения сигнал/шуи от дальности да цели Затухание ЭМВ характеризуется удельным поглощением в среде распространения гу„,т в дБ/км.
Рассмотрим типовой случай, когда на трассе распространения: д =О при Д<До и Д>До+/ и д„, Ф 0 при До~ Д(До+1 " При малом затухании требуемое отношение сигнал/шум наступает после зоны поглощения (рис. 2.11, кривая 1). В этом варианте можно считать, что в РЛС внесены дополнительные потери а 1дБ1 = 2д„,т 1дБ/км1 / 1км]. Тогда соотношение между максимальной дальностью действия в свободном пространстве (Д,) и максимальной дальностью действия при наличии поглощения (Д ) имеет вид: Д„~ = сг„Д „~ или 10 1ой(Д„„/Д„) [дБ1 = — 1/2гу„х ГдБ/км1 /„„Гкм1. (2.45) При большом затухании радиоволн отношение сигнал/шум может снизиться до требуемого уровня внутри интервала погло- 105 2. Пространственно-временные характеристики понеховых сигналов 10 1офДщд/Д~) = — 1/2дпгт(Дмп — До).
12.46) или, введя обозначение х =Д /Д, и хо=До/Д„, получим транс- цендентное уравнение 1 1офх) = — — Д„д„„т(х — хо), 20 (2.47) решение которого возможно графически (рис. 2.12). Таким образом, при оценке максимальной дальности действия РЛС при наличии поглощения радиоволн в атмосфере необходимо; хо = 0,2 0 -0,4 О 0,2 0,4 О,б 0,8 Рисунок 2.12 Графики дпя расчета дальности действия РЛС при поглощении ванн 106 щения (рис. 2.11, кривая 2). К этому варианту относится случай, когда поглощение на всей трассе или длина участка поглощения превышает величину Ą— До, Во втором варианте величина потерь не известна, так как участок поглощения / = Д„„— До зависит от максимальной дальности действия при наличии поглощения.
Для нахождения Д„„в этом варианте воспользуемся соотношением (2.45) 2. Пространственно-врененные характеристики поиеховых сигналов 1) определить коэффициент потерь а„„на всей трассе осадков 1: а„„[дБ] = 2д, [дБ/км]г'„, [км]; 2) преобразовать дБ в относительные величины; 3) рассчитать дальность с учетом поглощения в соответствии с (2.45): 4 4 Дмп Дм ~Свпо Если расчетная дальность с учетом поглощения Дмп меньше ДО+1 (произошел переучет потерь сигнала), то расчет выполнить согласно выражению (2.47) по графикам рис. 2.12. Для этого необходимо найти точку пересечения логарифмической кривой с линейной для заданных д„, и Дм, а далее определить Д„п = Д„/х. В случае расчета дальности действия РЛС в среде с потеря- МИ На ВСЕЙ траССЕ раСПрОСтраНЕНИя радИОВОЛН (ДО= О, 1п, = Д ) удобно пользоваться выражением (2.45) при хо = О: 10 1оя(х) = — 1/2д Д .х, (2.48) На рис.
2.13 представлена зависимость дальности действия РЛС в средах с различными потерями от дальности действия в среде без потерь в случае поглощения радиоволн на всей трассе. Для анализа изменения дальности действия РЛС при обнаружении наземных и морских целей рассмотрим геометрию радиолокационной задачи в предположении, что высота атмосферных осадков простирается от НО, до НО „а истребитель находится на высоте Н„(рис.
2.14). В этом случае в выражениях (2.45) и (2.47) необходимо считать, что хо ДО~До Но пнп Нн тт (ДО ~ ~пг)2ДО Но п~ахИо пипа а максимальную дальность можно определить по графикам рис. 2.12. При этом наибольшее ухудшение дальности действия РЛС обеспечивается при полете воздушной цели над кромкой дождевых облаков, а минимальная высота осадков равна нулю.
107 2, Пространственно-временные характеристики поиеховых сигналов 0,00! дБ/км 0,003 дБ/к 0,0! дБ/км 0,03 дБ/км 0,1 дБ/км й = 0,3 дБ/км 0 тОО 200 300 400 Д„,км Рисунок 2.13 Графики зависимости дальности действия РПС в средах с различными потеряни Рисунок 2.14 Геометрия наблюдения воздушной цели 2.5.4. Дальность обнаружения излучения РЛС При расчете дальности обнаружения излучения РЛС будем считать, что в направлении на станции радиотехнической разведки, на дальности Д создается такая же плотность потока мощности, как и при облучении цели р„=р Спр /4яД . Если направления на цель и станцию РТР не совпадают, то можно ввести соответствующие значения КНД в этом направлении.
Станция РТР имеет приемную антенну с КНД бр. Поэтому мощность принимаемого сигнала равна 108 2. Пространственно-временные характеристики понеховых сигналов р5 Р Сор)с Срт~ Ркк (4 )Д' (4 )'Д' (2.49) Р р%прдй.,ЯРД До= (4хг) Рр (2.50) Зависимость максимальной дальности разведки от эиергетического потенциала РЛС (Е=Р б~л) изображена иа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
