Энергетика при локации протяженной цели

При локации протяженной цели основные зависимости существенно иные. Радиолокационные отражения от материковой и океанической поверхности столь сложны, что невозможно построение каких-либо математических моделей. Основным источником качественной информации являются результаты лабораторных и летных экспериментов.

Наиболее полную информацию о закономерностях отражения от поверхностей дают электромеханические модели. Однако, это очень сложно. Наиболее простая модель – это большое число случайно расположенных точечных отражателей. Отражатели взаимно независимы. Это определяется тем, что разности расстояний от фазового центра антенны РЛС до отдельных отражений много больше длины волны.

Т.к. для фазы отраженных сигналов взаимно независимы, то они суммируются по плотности, образуя среднюю мощность отражателя, пропорциональную числу отражателей или поверхности S_пл, облучаемой радиолокатором. Однако, эта мощность, кроме размеров облучаемого участка зависит от целого ряда параметров (,  - ширины ДН, направления луча, поляризации волн и т.д.), а также от параметров земной поверхности (проводимости, диэлектрической проницаемости, шероховатости, и т.д.).

Поэтому для интегральной характеристики влияния основной части этих параметров введен коэффициент рассеяния ₀, который характеризует эффективность ЭПР – единицы отражающей поверхности. Следует отметить, что ₀ дает удовлетворительные результаты, если поверхность однородна, т.е. нет интенсивно отражающих объектов.

При узких ДН антенны считают ₀=const, тогда _пл=₀S_пл.

Непрерывное излучение

Основные геометрические соотношения для этого режима представлены на рисунке:

Мощность сигнала на входе РЛС определяется формулой:

В отличие от точечной цели здесь при заданной ширине луча эффективная поверхность рассеяния _пл зависит от расстояния до поверхности. Используя зависимость _пл=₀S_пл, обозначим единым коэффициентом все неизменяемые параметры радиолокатора и поверхности

и определим S_пл=f(R).

В общем случае наклонного облучения поверхности с расстояния R под углом 0 с широкой ДН в плоскости полета - , а в нормальной к ней плоскости- , облучаемая площадь будет иметь форму эллипса с большой осью d и малой b.

Из рисунка ясно, что d=R/sin₀; b=R.

Площадь эллипса пропорциональна квадрату расстояния

,

где .

Отсюда .

В отличие от точечной цели мощность отраженного поверхностью непрерывного сигнала на входе РЛ ПРМ убывает второй степенью расстояния.

Импульсное излучение

При тех же (что и в предыдущем примере) параметрах радиолокатора и поверхности, ПРД излучает радиоволны короткими прямоугольными импульсами длительностью _и с периодом повторения Т_п, а ПРМ для защиты от мешающих сигналов отпирается в момент прихода отраженного сигнала стробирующим импульсом, длительность которого _с равна или превышает _и.

Основные геометрические соотношения приведены на рисунке:

Излучение ПРД распространяется короткими импульсными пакетами, толщиной с_и  с_с , разделенные интервалами сТ_п (с – скорость распространения радиоволн).

Рассмотрим 3 случая:

1. - короткие импульсы с большой скважностью Т_п/_и. Импульс, пересекая своим осевым сечением поверхность, облучает прямоугольную площадку шириной a, где а=с_с/cos₀(R).

Облучаемая поверхность при этом пропорциональна первой степени расстояния

, где

Следовательно, ,

т.е. типовой импульсный режим излучения энергетически менее выгоден, чем непрерывный.

2. - короткие импульсы с малой скважностью. При этом две или несколько соседних импульсных пакетов будут одновременно облучать отражающую площадку и возникнет опасность неоднозначного определения дальности в результате приема соседнего импульса с ошибкой по дальности сТ_п.

3. - длинные импульсы. В этом случае импульсный пакет перекрывает всю площадь эллипса, и поэтому энергетика радиолинии будет такой же, как при непрерывном излучении, т.е.

Таким образом, лишь при длинных импульсах энергетика импульсного радиолокатора сравнивается с энергетикой непрерывного.