Лекция №7-8. Конспекты к слайдам (1186394), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В качестве примера на рисунках 19 и 20 показана расстановка лучей в биконической системе координат и системе координат азимут-угол места для сектора сканирования 30˚х30˚ в диапазоне изменения угла места от 0 до 30˚.

Угол наклона решетки ε₀ для данного сектора равен 15˚.

Количество лучей для данного сектора сканирования равно 28.

Рисунок 19 – Расстановка лучей в биконической системе координат для сектора 30˚х30˚ при изменении угла места от 0 до 30˚

Рисунок 20 – Расстановка лучей в системе координат азимут-угол места для сектора 30˚х30˚ при изменении угла места от 0 до 30˚

Для сравнения на рисунках 21 и 22 показана расстановка лучей в биконической системе координат и системе координат азимут-угол места для сектора сканирования 30˚х30˚ в диапазоне изменения угла места от 50˚ до 80˚.

Угол наклона решетки ε₀ для данного сектора равен 65˚.

Количество лучей для данного сектора сканирования равно 14.

Рисунок 21 – Расстановка лучей в биконической системе координат для сектора 30˚х30˚ при изменении угла места от 50˚ до 80˚

Рисунок 22 – Расстановка лучей в системе координат азимут-угол места для сектора 30˚х30˚ при изменении угла места от 50˚ до 80˚

Таким образом, для заполнения сектора обзора 90˚х80˚ в данном случае будет необходимо 162 луча, а для сектора обзора 30˚х30˚ количество лучей будет меняться в зависимости от положения сектора по углу места и составит от 14 до 28.

Исходя из расстановки лучей в биконической системе координат, логично использовать построчный вариант сканирования, когда луч проходит по горизонтали одну строку, а затем перемещается по вертикали и переходит на следующую.

В случае необходимости, время стояния луча в одном из угловых направлений может адаптивно меняться в зависимости от фоно-целевой обстановки.

Определим методику для расчета максимальной дальности обнаружения в случае секторного обзора.

Слайд 27

Пусть заданы:

- сектор обзор по азимуту θ_β и углу места θ_ε;

- ширина диаграммы направленности по азимуту Ф_β и углу места Ф_ε;

- требуемое время обзора сектора Т_обз;

- период повторения импульсов Tп.

Сначала определяется количество лучей N_луч, необходимое для заполнения сектора обзора, по методике изложенной выше.

Далее определяется максимальное время стояния луча T_луч, в одном угловом направлении:

(11)

Слайд 28

и количество импульсов, принимаемых РЛС за время нахождения диаграммы направленности в одном угловом направлении:

(12)

Тогда выражение для максимальной дальности обнаружения цели примет вид:

(13)

_{Проанализируем полученное выражение.}

_{Дальность действия будет тем больше, чем больше период обзора, меньше количество лучей в секторе обзора и меньше период повторения импульсов.}

_{Увеличение периода обзора, как уже упоминалось ранее приводит к снижения темпа выдачи информации и зависит от скоростей обнаруживаемых целей.}

_{Снизить количество лучей в секторе обзора возможно, либо за счет уменьшения размеров сектора по угловым координатам, либо за счет расширения ДНА.}

_{Отсюда следует важный вывод – узкая диаграмма направленности и как следствие большое количество лучей являются вредным для режима обзора.}

_{Необходимо стремиться к более широкой диаграмме направленности для получения максимальной дальности, жертвуя разрешением по угловым координатам.}

_{Более высокое разрешение и точность измерения угловых координат необходимы в режиме сопровождения и целеуказания.}

4. Особенности реализации секторного обзора в многопозиционных РЛК, состоящих из РЛС с остронаправленными антеннами

4.1 Вывод основного уравнения радиолокации для многопозиционного РЛК, состоящего из РЛС с остронаправленными антеннами

Слайд 29

Как уже упоминалось, многопозиционный радиолокационный комплекс (РЛК) представляет из себя систему, состоящую из нескольких разнесенных в пространстве приемных, передающих или приемо-передающих позиций, в которых получаемая информация о целях обрабатывается совместно.

Мы рассмотрим случай многопозиционного РЛК, состоящего из нескольких РЛС с остронаправленными антеннами (рисунок 23).

Рисунок 23 – Многопозиционный РЛК, состоящий из РЛС с остронаправленными антеннами

Слайд 30

Для вывода уравнения многопозиционной радиолокации рассмотрим РЛК, состоящий из двух одинаковых РЛС. Пусть

- мощность, излучаемая каждой из станций, равна P₁,

- коэффициенты усиления первой и второй станции равны G₁ и G₂ соответственно,

- эффективные площади раскрыва антенн – А₁ и А₂,

- длина волны равна λ.

- расстояние до цели равно R,

- ЭПР цели равна σ.

Каждая из РЛС излучает зондирующий сигнал и принимает по 2 составляющие отраженного сигнала:

- первая составляющая – сигнал, отраженный от собственного излученного импульса зондирования,

- вторая составляющая – сигнал, отраженный от излученного импульса другой станцией, как показано на рисунке 24.

Рисунок 24 – Пояснение к выводу уравнения радиолокации для многопозиционного комплекса, состоящего из 2-х станций

Слайд 31

Плотность потока мощности, падающая на цель, при зондировании первой станцией будет равна:

. (14)

Плотность потока мощности, рассеиваемая целью, вследствие зондирования первой станцией будет равна:

. (15)

Слайд 32

Плотность потока мощности, падающая на цель, при зондировании второй станцией будет равна:

. (16)

Плотность потока мощности, рассеиваемая целью, вследствие зондирования второй станцией будет равна:

. (17)

Мощность, принимаемая первой станцией, вследствие собственного зондирования будет равна:

. (18)

Мощность, принимаемая первой станцией, вследствие зондирования второй станции будет равна:

. (19)

Слайд 33

Мощность, принимаемая второй станцией, вследствие зондирования первой станции будет равна:

. (20)

Мощность, принимаемая второй станцией, вследствие собственного зондирования будет равна:

. (21)

На выходе многопозиционного комплекса складываются напряжения сигналов, соответствующих составляющим мощности, определяемым по формулам (19 - 21).

Суммарное напряжение полезного сигнала будет равно:

. (22)

Слайд 34

Подставляя в (22) выражения (19 – 21), получим следующее выражение для :

. (23)

Если P_ш напряжение шума на выходе приемного канала каждой из радиолокационных станций, то при приеме четырех составляющих сигнала суммарное напряжение шума на выходе радиолокационного интерферометра составит:

. (24)

Тогда отношение сигнал-шум на выходе радиолокационного интерферометра, состоящего из двух станций, составит:

. (25)

Слайд 35

Если G₁ = G₂ = G, то получим следующее выражение:

, (26)

где - отношение сигнал-шум для одной позиции.

Таким образом, если радиолокационный комплекс состоит из M позиций, каждая из которых дает отношение сигнал-шум q₁, то отношение сигнал-шум на выходе интерферометра при когерентном приеме будет равно

. (27)

При этом можно использовать для расчета основное уравнение радиолокации, подставив туда значения суммарной мощности радиолокационного интерферометра и суммарного коэффициента усиления, описываемых следующими выражениями:

, (28)

, (29)

где P₁ – мощность, излучаемая одной станции;

G – коэффициент усиления одной станции.

Слайд 36

4.2 Особенности реализации секторного обзора в многопозиционных РЛК, состоящих из РЛС с остронаправленными антеннами

При переходе к многопозиционной радиолокации возникает ряд существенных ограничений на возможности реализации режима обзора.

Как было показано выше, в однопозиционной радиолокации луч ДНА засвечивает и принимает сигнал со всей дальности радиолокатор-цель, соответственно обзор пространства сводится к переключению луча ДНА по угловым координатам.

При переходе к многопозиционной радиолокации возникают условия, при которых область, засвечиваемая всеми радиолокаторами, оказывается,

- во-первых, ограниченной по дальности, а

- во-вторых, не соответствует ширине ДНА одиночной РЛС (Рисунок 25).

В связи с этим необходимо ввести эквивалент лучу ДНА, и исследовать его форму и геометрические размеры.

Рисунок 25 – Ограничения на область пространства по дальности и угловым координатам, возникающие у многопозиционного РЛК, состоящего из двух РЛС

Введем понятие энергетический элемент объема МП РЛК, представляющего собой область пространства, в пределах которой суммарные потери энергии, возникающие в этой области из-за отклонения от осей ДНА каждого из радиолокаторов, входящих в состав РЛК, не превышает уровня -3 дБ.

Слайд 37

На форму энергетического элемента объема МП РЛК будут влиять:

Характеристики

Список файлов лекций