62. Судовая рлс. Принцип работы, разрешающая способность, факторы, влияющие на работу и точность рлс.

Радиолокацией называется обнаружение, определение координат и параметров движения различных объектов (целей), отражающих или излучающих радиоволны. Комплекс радиоэлектронных устройств, выполняющих эту задачу, называется радиолокационной станцией (РЛС) или радиолокатором.

РЛ-объектом или целью может быть любое физическое тело, электрические свойства которого отличаются от окружающей среды. Электромагнитная энергия сигналов, излучаемая передающей антенной, распространяясь в заданном направлении, отражается от того или иного объекта, расположенного на пути распространения радиоволн, и принимается приёмником. С выхода приёмника усиленные сигналы поступают в индикатор, где преобразуются в форму, удобную для получения информации о принятых сигналах.

Рлс с активным ответом (на объекте радиолокационный ответчик – приёмопередатчик) позволяет опознать цель по кодированным ответным сигналам. В зависимости от структуры зондирующих сигналов различают 2 метода РЛ-обнаружения: непрерывного излучения колебаний и импульсный метод. Импульсная РЛС периодически излучает кратковременные импульсы колебаний СВЧ, а в промежутках принимает отражённые от объектов импульсные сигналы, запаздывающие на время.

Разрешающая способность РЛС характеризует возможность раздельного обнаружения и определения координат нескольких целей, находящихся на определённом расстоянии друг от друга. Разрешающая способность по дальности численно равна минимальному расстоянию между двумя раздельно обнаруживаемыми объектами, расположенными в одном направлении. Раздельное обнаружение сигналов от этих объектов возможно при условии, что отражение от объекта 1 закончится ранее, чем поступит сигнал от объекта 2.

Поскольку отражение от 1 длится в течение _и, а сигнал от 2 запаздывает на время, то условием раздельного приёма сигналов будетt>_иилиd>D, гдеD– разрешающее расстояние. ЗначениеD– предельное. Чем меньшеD– тем выше РСД. Из-за конечных размеров электронного пятна реальная РСД будет хуже.D_ос учётом ЭЛТD_о=D+D_инд.D_инд=d_п*М_р(диаметр пятна/масштаб шкалы).;.

На крупномасштабных шкалах разрешающая способность РЛС по дальности приближается к потенциальной; на мелкомасштабной РСД уменьшается и будет зависеть главным образом от d_э. В обоих случаях наd_пвлияет качество фокусировки луча на ЭЛТ.

Разрешающая способность по направления (азимуту) оценивается минимальным значением угла между направлениями на 2 равноудалённых объекта 1 и 2, при котором отражённые сигналы от этих объектов будут приниматься раздельно.- потенциально разрешающий угло. Чем меньше, тем выше РСН.практически равен ширине диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости=_гор. Реальная разрешающая способность по направлению будет заметна хуже из-за влияния ЭЛТ индикатора._о =+_инд._инд– равен угловым размерам диаметра пятна:..

Следовательно по мере приближения отметки цели к началу развёртки РСН ухудшается.

Основное уравнение радиолокации:

, P_пр– мощность принимаемых отражённых сигналов.

Следовательно D_maxзависит от импульсной мощности передатчика, чувствительности приёмника, направленности антенны (G_A), ЭПО объекта (Sэ).

Водная поверхность оказывает влияние на работу РЛС из-за отражения электро-магнитной энергии от подстилающей поверхности, а также вследствие сферичности Земли, ограничивающей дальность РЛ-обнаружения. Сигналы РЛС достигают объекта и отражаются обратно двумя путями: прямым путём и путём отражения от водной поверхности. Суммарное поле объекта оказывается неравномерным и в пределах диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости ности лепестковый характер. Число лепестков nзависит от высотыh_{антенны}и длины волны.

Влияние атмосферы выражается в следующем: из-за атмосферной рефракции радиоволны отклоняются от прямолинейного распространения; поглощается и рассеивается энергия радиоволн в сантиметровом и миллиметровом диапазоне.

Атмосферная рефракция, т. е. преломление радиоволн в нижних слоях атмосферы возникает вследствие того, что давление и температура воздуха медленно убывает с высотой. Это в свою очередь уменьшает диэлектрическую проницаемость воздуха и вызывает увеличение скорости распространения радиоволн с ростом высоты. Траектории радиолучей искривляются в направлении земной поверхности и дальнейшее действие РЛС повышается. При резком падении температуры может возникнуть субрефракция – искривление радиолучей вверх.

Затухание радиоволн, вызванное дождём, туманом, снегом, происходит по двум причинам. Во-первых, капли вода в атмосфере – несовершенный диэлектрик для сантиметровых волн и поэтому возбуждаемый в каплях ток СВЧ создаёт тепловые потери энергии. Во-вторых, при значительных размерах водяных капель имеет место отражение и рассеяние радиоволн. Затухание зависит также от плоскости завесы, формы частичек, температуры (чем больше воды в тумане, тем хуже видимость и меньше дальность действия РЛС). Дожди вызывают заметное ослабление дальности действия РЛС. Отражение энергии в сторону РЛС, вызываемое дождём, часто бывает значительным – мерцающее свечение на экране. Дождевые облака – светлые пятна на экране. Град и снег по сравнению с дождём вызывает меньшее поглощение энергии.