9

Лекция №4 Тема: Дальность действия радиолокационной станции

Вопросы:

1. Дальность действия радиолинии

2. Зависимость дальности наблюдения от разных факторов

Вопрос №1. Дальность действия радиолинии

Дальность действия является одной из важнейших харак­теристик большинства радиосистем. Под дальностью дей­ствия понимают максимальное расстояние R=R_max, на котором принимаемый сигнал достигает минимально до­пустимого (порогового) уровня Р_c = Р_{c min} еще достаточ­ного для выполнения системой основных функций с качест­венными показателями не хуже заданных.

Рассмотрим максимальную дальность действия радио­линий, применяемых в радиосистемах различного назна­чения: радиолинии связи, радиолинии с активным ответом и радиолинии с пассивным ответом, полуактивную систему.

Дальность действия радиолинии связи. Радиолиния связи состоит из передатчика и приемника радиосигнала. Пред­положим, что в радиолинии используются радиоволны длиной _п, мощность излучаемых передающей антенной колебаний Р_и, ее КНД передающей антенны G_и, КНД приемной антенны G_п, а чувствительность при­емника (мощность порогового сигнала) Р_{с min}.

Плотность потока мощности создаваемого излучаемым сигналом в месте расположения приемной антенны на расстоянии R от передающей , а мощность сигнала в приемной антенне

, (I.5.1)

где —эффективная площадь приемной антенны.

При увеличении дальности R мощность принимаемого сигнала падает и достигает порогового уровня Р_c = Р_{c min}, ограничива­ющего максимальное значение дальности радиолинии

. (I.5.2)

Мощность Р_{c min} должна быть достаточной для извле­чения информации с заданной достоверностью при наличии помех, включая и собственный шум приемника, приведен­ный к его входу.

I.5.1.1.Радиолиния с активным ответом.

Радиолиния с актив­ным ответом (рис. I.5.1) состоит из двух радиолиний связи: линии запроса и линии ответа. Для каждой из них можно найти максимальную дальность действия по формуле (I.5.2), присвоив параметрам, относящимся к линиям запроса и ответа, соответствующие индексы:

(I.5.3)

Результирующая дальность действия системы опреде­ляется радиолинией с меньшей дальностью действия. Стремятся сделать каналы запроса и ответа равнонадежными, а систему—сбалансированной, т. е. обеспечить.

Если в запросчике и ответчике для передачи и приема используют одну антенну, а частоты запросного и ответ­ного сигналов близки, т. е. , то и и, следовательно, . Отсюда найдем условие баланса системы:

. (I.5.4)

I.5.1.2.Радиолиния с пассивным ответом.

В этом случае ответный сигнал создается при рассеянии радиоволн облучаемым объектом с ЭПР s, а запросчиком является передатчик РЛС или радиовысотомера. Предположим, что РЛС излучает зондирующий сигнал мощностью Р_и, КНД ее передающей антенны G_и, приемной G_п, эффективная площадь или, чувствительность приемника Р_{с min}. При расстоянии от РЛС до цели R плотность потока мощности у цели

,

а мощ­ность, перехватываемая целью

По определению ЭПР, вся эта мощность рассеивается целью изотропно; следовательно, плотность потока мощ­ности у антенны РЛС на расстоянии R от цели

,

а мощность сигнала в антенне РЛС

.

При увеличении дальности R мощность сигнала Р_с падает, достигая порогового уровня Р_с = Р_{с min} при

. (I.5.5)

Это выражение называют основным уравнением радио­локации или уравнением дальности РЛС в свободном пространстве. Оно отражает связь дальности действия РЛС с ее основными параметрами и ЭПР цели s_ц.

Параметры Р_{c min} и s_ц имеют статистический характер и зависят от многих факторов. В основном уравнении не учитываются потери при распространении сигнала, потери в антенно-фидерном и других устройствах РЛС при формировании, приеме и обработке сигнала. Влияние этих факторов на дальность действия радиолокационных и радионавигационных систем рассматривается в последую­щих параграфах этой главы.