3.7 Обчислення епц протяжної цілі

Серед тактичних характеристик системи, які є вихідними даними для проектування, вказують ефективну площу вторинного випромінення цілі (ЕПЦ), якщо ціль зосереджена, або питому ЕПЦ , якщо ціль протяжна.

Питома ЕПЦ характеризує ефективну площу вторинного випромінення одиниці площі або об`єму цілі, що одночасно опромінюється.

ЕПЦ поверхневої протяжної цілі дорівнює

, (3.32)

де - площа одночасно опромінюваної поверхні, перпендикулярної напрямку поширення радіохвиль.

У формулі (3.32) розмірності величин такі: - , - , - [радіан], - .

ЕПЦ об`ємної протяжної цілі

, (3.33)

де - об`ємний роздільний елемент РЛС;

- питома об`ємна ЕПЦ.

У формулі (3.33) та вимірюються в радіанах. Числові значення та деяких протяжних цілей містять таблиці 3.2 і 3.3.

У бортових радіолокаційних висотомірах літаків застосовують антени з широкими діаграмами спрямованості. В цьому випадку площею , що одночасно опромінюється, вважають площу круга, який визначається першою зоною Френеля.

Наприклад, якщо висота літака над плоскою поверхнею Землі дорівнює H, то радіус першої зони Френеля можна обчислити з рівняння :

.

Очевидно, . Тоді

.

Таблиця 3.2 – Питома ефективна площа вторинного випромінення різних видів земної поверхні см

Характеристика земної поверхні	Кут між напрямком поширення хвиль та поверхнею Землі
	400	600	800
Молодий ліс Грунт, вкритий травою Рілля Піщаний грунт Бетонне покриття Гравійне покриття	0,3 8.10-3 1,6.10-3 10-4 7.10-4 6.10-3	0,4 10-2 1,6.10-3 3.10-4 10-3 1,6.10-2	0,5 2.10-2 1,6.10-3 1,5.10-3 3.10-3 2.10-2

Таблиця 3.3 – Питома ефективна площа вторинного випромінення дощу

Інтенсивність дощу,	Довжина хвилі
	1	3	10
1 4 10 16	10-5 10-4 3.10-4 8.10-4	10-7 10-6 4.10-6 8.10-5	10-9 10-8 3.10-8 5.10-8

3.8 Розрахунки неенергетичних параметрів зондувального та

радіолокаційного сигналів

Неенергетичними параметрами зондувального сигналу є несійна частота (або довжина хвилі ), ширина спектра , тривалість імпульсу та період випромінювання імпульсів .

У системах з неперервним випроміненням, наприклад, у частотних дальномірах, зондувальний сигнал характеризується несійною частотою та законом модуляції (зокрема, періодом частотної модуляції та девіацією частоти ).

Неенергетичні параметри радіолокаційного сигналу, тобто сигналу, що містить інформацію про ціль, частково збігаються з параметрами зондувального сигналу, але мають і суттєві відзнаки. Радіолокаційний сигнал відрізняється від зондувального доплерівським зсувом частоти та тривалістю , яка визначається послідовним оглядом за кутовою координатою і може дорівнювати тривалості пачки .

У системах точного вимірювання місцезнаходження цілі в режимі слідкування за кутовими координатами тривалістю пачки можна вважати інтервал часу між некорельованими відліками вимірюваних кутових координат. Цей інтервал приблизно збігається зі сталою часу інтегрувального кола підсистеми слідкування.

В імпульсних РЛС оглядового типу тривалість пачки та число імпульсів у пачці залежать від , швидкості обертання антени та ширини діаграми спрямованості . Тут тривалість сигналу ,

, (3.34)

де – час одноразового огляду за азимутом; – число обертів антени за хвилину.

Число імпульсів у пачці з урахуванням (3.34)

, (3.35)

де – час опромінення зосередженої цілі.

Період випромінювання імпульсів вибирають з умови однозначного визначення дальності:

, . (3.36)

У формулі (3.36) відповідає граничному значенню шкали дальності, яке може суттєво перебільшувати дальність радіовиявлення цілі з заданою ЕПЦ.

Наприклад, нехай дальність радіовиявлення цілі з ефективною площею вторинного випромінення м² дорівнює, згідно з (3.30), 150 км. Якщо задано , це не означає, що не може з’явитися ціль з більшою ЕПЦ, зокрема, з м². Тоді дальність радіовиявлення збільшиться у разів, тобто буде у рази більшою, а саме – 224 км. Якщо м², то км. Очевидно, щоб виключити можливість появи хибної позначки від цілі з великою , треба вірно визначити не тільки згідно з (3.36), але й з урахуванням імовірності перевищення заданої ЕПЦ. Частково необхідні дані випливають з призначення системи та аналізу відомих аналогічних РЛС.

Ширина спектра зондувального сигналу обчислюється на підставі знайденої раніше потенційної роздільної здатності за дальністю:

. (3.37)

Тривалість імпульсу можна обчислити за відомою базою сигналу . Якщо , тобто сигнал простий, із формули (3.37) одержуємо

. (3.38)

Вибирати складні сигнали доцільно лише в тих випадках, коли необхідна енергія зондувального сигналу (так само, як і радіолокаційного сигналу) не може бути досягнута за тривалості, обчисленої згідно з (3.38). Тут вважається заданою. Природне обмеження енергії зондувального сигналу за фіксованої тривалості пов’язане зі скінченною електричною міцністю хвилеводів.

Доплерівський зсув частоти радіолокаційного сигналу

, (3.39)

де – радіальна швидкість цілі.

Співвідношення (3.39) лежить в основі великого класу систем для вимірювання відносної швидкості цілі за доплерівським зсувом частоти.

З вимірюванням частоти пов’язане також визначення дальності частотним дальноміром, але походження зсуву частоти тут інше. Різниця частот зондувального та радіолокаційного сигналів тут обумовлюється двома факторами: частотною модуляцією зондувального сигналу та скінченною затримкою (зсувом за часом) радіолокаційного сигналу. Час затримки (зсув) . Різницева частота за умови лінійної частотної модуляції

, (3.40)

де – девіація частоти;

– період модуляції.

Девіацію частоти вибирають такою, щоб навіть мінімальним значенням відповідали зручні для вимірювань значення різницевої частоти , а саме , звідки

. (3.41)

Формула (3.40) свідчить про те, що частотному способу вимірювання дальності слід віддавати перевагу, якщо вимірюються малі відстані, оскільки нерівність (3.41) задовольняється відповідним вибором за будь-яких та .

Період модуляції вибирають так, щоб задовольнялась нерівність

,

де – максимальна дальність.