Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

9.99 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2930 / 3630 31 32 33 34 35 36 > Следующая >>>

- 290 -

Полученные соотношения (10.5) и (10.6) позволяют сделать ряд важных выводов..

I . Максимальная дальность обнаружения пропорциональна корню четвертой степени из мощности излучения. Это значит, что если мощность излучения одной РЛС в два раза больше мощности излуче ния другой, то при прочих равных условиях различие в дальности об наружения будет всего порядка 19!б. Для увеличения дальности обна ружения в два раза мощность излучения необходимо увеличить в

16 раз.

2.1 Увеличение мощности излучения (т .е . мощности генератора СВЧ) и улучшение чувствительности приемника в равной мере влияют на уве

личение	D m a x . С энергетической точки зрения оказывается целесо
образнее	увеличивать D та:с путем повышения чувствительности ра

диолокационного приемника, так как устройства, повышающие чувстви тельность, потребляют значительно меньшую мощность от источников питания в сравнении с дополнительной мощностью, потребляемой пере

датчиком при увеличении		Т)тах		33 счет увеличения			мощности		излу
чения.
3. Существенное влияние			на	1)т ах оказывает		изменение		коэффи
циента направленного действия антенны, так как					D т а х ^ /о			»	чт0
равносильна	при заданной		длине волны изменению геометрических
размеров антенны: чем больше размеры антенны, тем						больше		Q	и,
следовательно,	D т ах	. Аналогичную зависимость				можно получить,
заменив в уравнении (10,5)			Gm= -p~^r- , где		Q	и	9	-	шири-
				6 у	'		с

на игольчатой диаграммы направленности в радианах соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне 0,5 по мощ ности. Тогда

Ри Т Л ‘

	4 Т Q*		в I	Р				(Ю.7)
	4 Т Q*		в I	Р
		ip	£.	пр m in
4. Если величина	Gm	задана		и	Gm = const,	то,	как	это
следует из (10 .5),	дальность		обнаружения уменьшается				при	умень
шении длины волны	Dm ax = у Т			.	Объясняется	это	тем,	что

- 291

при Gm — co n st уменьшение Л означает уменьшение эффектив

ной площади приемной антенны и, следовательно, уменьшение энергии принимаемых сигналов.

5. Дальность обнаружения пропорциональна корню четвертой сте пени из эффективной площади цели. Эта зависимость позволяет опре делять дальность обнаруяения до другой цели, если известна ее эф фективная площадь

(10.8)

6. Обращаясь к уравнению (4.68), имеем:

Р ,пр

Тогда

Р .пр пип	2 % / f k T
Р .пр пип	(10.9)
Подставив (10.9) в уравнение	(10.8), получим:

4/ Рц Т Gm А эфф &

В max

(Ю.Ю )

(4 ЗГ) 2JfkT<j

	Произведение Р и	Т	есть	энергия в импульсе.	Отсюда следует,
что	нельзя увеличить	D та х		путем одновременного	увеличения
Р	и уменьшения	Т	, так	как t ) m a ^ = y P	u T .

Максимальная дальность обнаруяения при радиолокации с активным ответом может быть определена следующим путем-. Плотность потока мощности у ответчика (ретранслятора) аналогично (10.1)

- 292 -

			Я . а}	Р	и G перво
			Я . а}		4 Т В
Мощность на входе приемника ответчика
п			^ пеРе$			^перер ^от£ ^		( ю .Ц )
.пр.О глё			**Г-Т,2			ГJ Л7-1 2 л 2	J
			4 T D	‘		( 4 Т ) г д г
где	A omg - эффективная площадь приемной антенны ответчика.
Из	(10.I I )		инеем:
	. и	-nepej_			Л	^ п ер во	^ о т ё	• (10.12)
						--------- {- 2------------		• (10.12)
max "	(4 3 Г )*Рпр т т				4.0"	^ п р omfi
Если передатчиком ответчика излучаются сигналы мощностью
V	отр	,	то рассуждая аналогично, получим:
	II		Л	т	/ ^ и- 0mt>	^отИ ^перец		(10.18)
Dma x ~								(10.18)
Dma x ~						пр m in РЛС
где						пр m in РЛС
где	Рпр min рдр чувствительность приеиника РЛС.

Максимальная дальность действия радиолокационной системы оп ределяется двумя уравнениями (10.12) и (10.13). Обычно при рас

четах полагают В max= D m ax • Существенно отметить, что

Ка х ^ и • и эта закономерность позволяет осуществить радио

локацию в сравнении о активным методом на значительно большие рас стояния при повышенной вероятности обнаружения.

цяксцм альдуп дальность обнаружения при пассивном методе радио

локации можно определить со гл асно уравнению (1 0 .1 2 ) :

- 293 -

		Л	P	G	G
Dmax		Л	U3J1	изX	Рлс
Dmax		2JT			(10.14)
		2JT		np mi. n Рлс
				np mi. n Рлс
где P узл	“	мощность излучения;
Gизл	-	коэффициент	направленного действия антенны обнару
		живаемой цели;
^Рлс	~ коэффициент		направленного действия приемной антенны
		РЛС;

m inРлс~ чУВСТВИ1ельность приемника радиолокационной станции.

рт

Влияние атмосферы на дальность обнаружения

На дальность радиообнаружения оказывают влияние условия распро странения радиоволн УКВ диапазона в атмосфере. Наиболее существен ное влияние оказывают такие явления, как затухание и радиорефрак ция радиоволн.

Затухание радиоволн в тропосфере обусловлено:

-	поглощением энергии	радиоволн каплями воды, частицами снега
и молекулярным поглощением в кислороде и водяных парах;
-	рассеиванием энергии	радиоволн каплями дождя и различными не

однородностями атмосферы.
	Дальность обнаружения с учетом затухания Полно определить сле
дующим путем.			Jb , выраженное в
ние	Определим затухание		Jb , выраженное в	децибеллах, как отноше
ние
			про	(10.15)
		J>=10/(j.		(10.15)
			ар
где	j9	- мощность	отраженного сигнала	при отсутствии потерь

'в атмосфере;

РПр - мощность отраженного сигнала при наличии потерь.

				- 294 -
	Если атмосфере вдоль всей трассы распространения радиоволн
однородна,			то величину Jb представим		как
			Jb	—2 oCD ,	(10.16)
где	оL	-	коэффициент поглощения в		до'/ки;
	В	-	расстояние	до цели в км.
	Тогда
				-о,240
			Р пр	40	(10.17)
			Р пр	40

Согласно уравнению (10.4)

гг ^

К<>„■*■ g

						( 4		r	f Ъ 4	7
						( 4		r	f Ъ 4
					Р ,	g I		А	б	-О, 2U D	(10.18)
			пр		г	.	_ \ з _ 4			-О, 2U D
		р	пр	=	г	.	_ \ з _ 4			40
		р		=	— - —	-	______________
					(4 -Г )			В
	Полагая		^пр		^	пР т‘ П				получим:
	Полагая		^пр		^	пР т‘ П
		! Р.. d			Л 2 <5					— 0 , 0 5 4	D
	А Г и									— 0 , 0 5 4	D
В	- I				Р пртш				= ^	тах о М	, (Ю.19)
	I (4 г )				Р пртш
где	В'т ах о			~	дальность радиолокации в свободном пространстве.
	уравнение (10.19) является трансцендентным и его										обычно решают
графическим методой. На рис.									(10.2)	представлены графики зависимо
сти	D	m a x	=	£	(D				).
		m a x		■f ' m a x o J -

- 295 -

тал

^о max

Р«С. Ю.2

Влияние земной поверхности на дальность обнаружения

На дальность обнаружения существенное влияние иогут оказывать такие факторы, как кривизна генной поверхности, отражение от нее радиоволн и неровности рельефа иестности.

В диапазоне УКВ кривизна генной поверхности ограничивает даль ность обнаружения дальность» пряной видиности, которая с учетон радиорефракции определяется по форнуле:

При полете на заданной высоте Н 2 дальность пряной видиности

увеличивается только при увеличении высоты установки антенны Н ^ .

Отражение от зенной поверхности радиоволны оказывает влияние на дальность обнаружения как назенвыни, так и санолетныни радиолокационныни станциями.

Проследии прежде всего воздействие отраженных радиоволн на дальность обнаружения наземныии РЛС. Это воздействие в конечной

	- 296	-
итоге определяется	иощностыо и фазой	отраженного	от	земли	сигнала
на входе радиолокационного лриеиника.
В свою очередь,	иощность оигнала,	отраженного	от	земли,	будет

зависеть от ширины диаграммы направленности антенны в вертикаль ной плоскости, степени шероховатости и электрических характеристик отражающей поверхности вблизи антенны РЛС.

Чем шире диаграмма направленности, тем больше энергии падает на землю. Широкие диаграммы направленности встречаются на метро

вых и дециметровых волнах.
Степень шероховатости определяет вид отражения:				рассеянное
(диффузное) или зеркальное. При	Л	=	10 см согласно критерию
гладкости высота неровности k	,„ А	с =	_	. Полагая
	46 sin£.		16 Sind,

£, = 30°, имеем h 1,25 ом. Следовательно, для сантиметро

вых и частично дециметровых волн земную поверхность вблизи антен ны необходимо рассматривать как шероховатую, а отражение - диффуз ным. На метровых и частично дециметровых волнах в большинстве слу чаев отражение будет зеркальным.


Определим вначале	влияние отражения радиоволн от гладкой прово
дящей поверхности на	форму диаграммы направленности передающей ан
тенны, расположенной на высоте		h (рис.Ю .З .а). Ось диаграммы
направленности будем полагать		параллельной земной поверхности.

Рис. Ю .З

-297 -

Вточке А результирующее поле будет возникать в результате

сложения пряной Еп и отраженной							Е _ „ „ волн
								отр
					Е рез =	Е п + Е отр			(10. 20)
Если точка А достаточно удалена,								то лучи ОА и МА нож-
но полагать				параллельныни. Кроне того, ножно считать,					что	анплиту-
да	Е	п	=	Е	отр
^		п			отр				А
Аиплитуда				результирующей напряженности поля в точке					А	опреде
ляется	фазовый сдвигон					нежду пряный и отраженный поляни. Со
гласно рис.				Ю .3,6
								(р
					Ер е з = 2 Е п С03~			-	М - Ы

фазовый сдвиг Ц/ ножет быть представлен в виде:

				^	J	+ f	>		(10.22)
где	J	- изненение фазы в				точке	отражения;
	^	- фазовый сдвиг, возникающий за счет разности хода								д J) =
=	2 h a	Sind,		(р и с .ю .З ,а ),
	фазовый сдвиг i f
		f -	2JT	AD		л			(10.23)
		f -	Л			л
	Для горизонтальной поляризации фазовый сдвиг при отражении
от	идеально		проводящей поверхности					J — JTл	при вертикальной -
1	- ° -			для	горизонтальной			поляризации	поля:
	Следовательно,			для	горизонтальной			поляризации	поля:
			( Г					2 Еп sin	sind
Ерез 2 Еп 005 ( т +								2 Еп sin	sind	)

(10.24)

- 298 -

для вертикальной поляризации:
Epe3 = 2 E n c o s { ^ - /la s l n 6 /	(10.25)
Epe3 = 2 E n c o s { ^ - /la s l n 6 /

Полученные результаты позволяют утверждать, что результирую

щая напряженность поля ва счет отражения от земли для одних направ лений возрастает до 2 Е р * а для других обращается в нуль* Танин

образом, диаграмма направленности вместо одного основного лепест ка может иметь несколько лепестков.

Представим (10.21)			в виде:.
		' реэ ( £ )			Е п	^		V	,	%
		~рез			— ---------------2 c o s —				(Ю.26)
		~рез			Е п m a x			2	'
или
		крез ( Е )			К ^ Е ^ к землц			( £ ) ,	(10.27)
где к		( t ) = -~^ 3— ■-			функция направленности с учетом отраже-
	РВЗ	Ррез max			НИЯ ОТ 8вМЛИ;
		к 0 ( £ )		-	функция направленности в свободном про-
к		(£) =2 cos—			странстве;
к		(£) =2 cos—		-	коэффициент,		учитывающий влияние			земли.
	JсМЛи		2
Для горизонтальной поляризации
		к			/2JT			\
		к	( £ ) = 2 S i n l —-— h					Sin £ ) .
		земли	1	'	\	A	a	/

Дальность обнаружения с учетом влияния земли можно определить,

если в уравнении (10.6) величину

- 299

заменить величиной

В результате подстановки получим:

=Dmax о *о (&) к .земли ( Ю .		(10.28)
Для горизонтальной	поляризации
D (£ ) =Dmaxo ко №	2 Sin ( - J - k a S in ^	(Ю.29)

(10.30)

За счет влияния зеиной поверхности дальность увеличивается вдвое по сравнению с дальностью обнаружения в свободной простран стве..

Зоны обнаружения целей радиолокационными станциями

Зоной обнаружения цели называется часть пространств;., внутри ко торого при помощи РЛС можно обнаружить цель с заданно'- величиной

<<< < Предыдущая 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 2930 / 3630 31 32 33 34 35 36 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ