1. Види і принципи радіолокації, їх характеристика

Радіолокація – область радіотехніки, що використовує властивості радіохвиль (відбиття, перевипромінювання або власне випромінювання) для виявлення радіолокаційних цілей, вимірювання їхніх координат і параметрів руху.

Принципи радіолокації:

• Прямолінійне поширення хвиль з постійною швидкістю: прямолінійність дозволяє точно визначити напрям на об’єкт, а незмінна швидкість хвиль – дистанцію до об’єкту.

• Відбиття хвиль від об’єктів: дає можливість власне виявляти об’єкти.

• Ефект Доплера: дозволяє визначити швидкість руху об’єкта.

Види раділокації:

• Активна з пасивною відповіддю: Базується на вторинному випромінюванні радіохвиль. Радіопередавач є джерелом зондувального сигналу, що опромінює об’єкт. Частина розсіяної об’єктом електромагнітної енергії повертається на приймач РЛС.

• Активна з активною відповіддю: В основі лежить обладнання об’єкта апаратурою ретрансляції. Відповідач приймає запитний сигнал РЛС і перевипромінює його в напрямку РЛС.

• Напівактивна: ?

• Пасивна: Сигнал являє собою власне випромінювання об’єкта

2. Основне рівняння радіолокації, його аналіз

Примечание автора: В конспекте два варианта уравнения: Ткаленко и Бескровного. Кто дал правильный – не знаю. Лучше проверить по книге Бескровного. На момент написания документа заглянуть в эту книгу не было возможности.

Ткаленко

-- максимальна дальність виявлення

-- ефективна площа розкриву антени

-- ефективна поверхня розсіювання цілі

-- коефіцієнт підсилення антени (ККД – к. корисної дії, КНД – к. напрямленої дії)

-- довжина хвилі випромінювання

-- максимальна імпульсна потужність передавача

-- мінімальна чутливість приймача

Бескровный

3) Вплив землі і атмосфери на дальність виявлення цілей.

Влияние атмосферы При распространении радиоволн в атмосфе­ре происходят искривление траектории радиоволн (рефракция) и рассеяние электромагнитной энергии атомами и молекулами воды и газов, а также частицами пыли (аэрозолями). Последний фактор приводит к затуханию радиоволн. Рефракция обусловлена изменением относительной диэлектрической проницаемости атмосферы которое приводит к изменению коэффициента преломления , а в конечном результате к искривлению траекторий распространения радиоволн. В нижнем слое атмосферы (тропосфере) меняется с высотой в зависимости от изменения давления, температуры и влажности. По градиенту коэффициента преломления различают следующие виды рефракции и искривления траекторий радиоволн (рис. 5.4):

• рефракция отсутствует,

траектория прямолинейна;

• отрицательная рефрак-

ция, траектория отклоняется вверх;

• положительная рефрак-

ция, траектория отклоняется вниз;

Рис. 5.4. Траектории радиоволн в ат­мосфере

- критическая рефракция, траектория радиоволн круговая относительно центра Земли;

- сверхрефракция, когда вследствие атмосферных аномалий из-за инверсного изменения влажности а₀ и температуры Т в прилегающем к поверхности Земли слое атмосферы возникают так называемые атмосферные волноводы и радиоволны, отражаясь от верхней границы волновода и поверхности Земли, могут распространяться на большие расстояния.

Д ля стандартной атмосферы при физическом радиусе Земли получаем

Рис. 5.7. Номограмма расчета дальности обнаружения в атмосфере

Затухание радиоволн в атмосфере начинает сказываться при см и зависит от длины волны (частоты) радиосигнала и состояния (влаж­ности) атмосферы на трассе распространения радиоволн (высоты трассы). С учетом затухания дальность действия радиосистемы определяет­ся выражением где - дальность действия в свободном пространстве (5.2); удельный коэффициент затухания (дБ/км)

Влияние земи

Искажение ДНА в вертикальной плос­кости обусловлено ин­терференцией радио­волн, распространяю­щихся прямолинейно от антенны радиоло­катора до цели и об­ратно, и отражением от поверхности. От­раженный от поверхности сигнал (рис. 5.9) появляется при выполнении ус­ловия где -

ширина главного лепестка ДНА в вертикальной плос­кости по уровню нулевой мощности; - угол наклона максимума ДНА к горизон­ту. При интерференции ука­занных сигналов вместо ис­ходной ДНА формиру­ется искаженная многолепе-

Рис. 5.9. Отражение радиоволн от земли ДНА (рис. 5.9).

Провалы в ДНА играют отрицательную роль при обзоре простран­ства и обнаружении целей, так как цель в провале не обнаруживается. Поэтому стремятся уменьшить их глубину или изменить положение, например, применив несколько разнесенных по высоте антенн, высоты которых выбирают так, чтобы лепестки одних ДНА перекрывали прова­лы других. Можно менять длину волны, изменяя тем самым положение провалов. К некоторому уменьшению глубины провалов приводит опускание или подъем главного лепестка ДНА. Кроме того, переход от вертикальной поляризации радиоволн к горизонтальной приводит к то­му, что лепестки и провалы ДНА меняются местами из-за изменения на 180° фазы отраженного от земной поверхности сигнала. Наконец, воз­можна суммарно-разностная обработка сигналов, в результате которой также меняются местами лепестки и провалы ДНА.

Сферичность Земли ограничивает дальность действия РЛС, в ко­торой используются радиоволны с длиной менее 10 м, распространяю­щиеся над земной поверхностью, дальностью прямой видимости (рис. 5.10). Если высота цели , а высота подъема антенны то при учете рефракции в стандартной атмосфере где при выраженных в метрах получается в километрах. Рис. 5.10. Дальность прямой видимости Рис. 5.11. Связь истинной и приведен­ной высот нсди

Рис. 5.12. Зоны обнаружения в вертикальной плоскости