Поскольку Rз во много раз больше ha и Нц, то
(2)
Подставив в эту формулу величину Rз= 6375 км, получим
(3)
где Дпр, ha и Нц выражены в километрах.
При работе наземной РЛС по воздушным целям Нц ha
(4)
Таблица Дпр для разных высот полета цели
|
Нц, м |
500 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
10 000 |
|
Дпр, км |
77 |
110 |
155 |
190 |
220 |
246 |
348 |
Из формулы (4) и таблицы видно, что низколетящие цели могут быть обнаружены на меньших дальностях, чем высоколетящие.
Дmax для РЛС, работающих в системе противосамолетной обороны, не превосходит 500...600 км (Нц = 20...25 км. Нц для РЛС сверхдальнего обнаружения системы ПРО достигает 5000 км и более (Нц ракет = 1000 км и более. Для увеличения дальности действия наземных РЛС антенну обычно размещают на возвышенности. Формула (3) справедлива для свободного пространства без учета влияния атмосферы на распространение радиоволн.
Третий учебный вопрос.
Влияние земли и атмосферы на дальность действия рлс
В предыдущих вопросах были рассмотрены факторы, определяющие дальность радиолокации в свободном пространстве. Однако реальные условия распространения радиоволн вследствие наличия атмосферы и земли отличаются от условий распространения в свободном пространстве, что, естественно, сказывается и на дальность обнаружения РЛС Дmax.
А. Влияние земли на дальность действия РЛС
Влияние земли проявляется двояко.
Во-первых, вследствие отражения радиоволн от земной поверхности изменяется форма диаграммы направленности в вертикальной плоскости.
Во-сторых, из-за кривизны земной поверхности Дmax ограничивается расстоянием прямой видимости Дпр (см. 2-й учебный вопрос).
Отражение радиоволн от земной поверхности сказывается, в основном, в диапазоне метровых волн, поскольку в этом диапазоне происходит преимущественно зеркальное отражение. При зеркальном отражении к цели приходит помимо прямого луча от станции также луч, отраженный от земли (рис. 2.3, слайд 15, 20).
Соотношение фаз прямого и отраженного от земли лучей зависит от того, под каким углом места ) по отношению к станции находится земля. Если прямая волна и волна, отраженная от цели, находятся в фазе, то дальность действия станции Дmax оказывается выше рассчитанной по формуле (1) (см. 1-й уч. вопрос), а если в противофазе, то Дmax уменьшается. При расчетах Дmax по основному уравнению радиолокации ввести поправки (коэффициенты, учитывающие влияние земли.
С учетом отраженного от земли луча ДН антенны в вертикальной плоскости приобретает лепестковый характер (рис. 2.3, слайд 15, 20).
Число
лепестков, их расположение и глубина
провалов зависят от высоты подъема
антенны над землей (в длинах волн, то
есть от отношения /ha),
поляризации волны и свойств почвы.
При идеально проводящей поверхности (гладкая морская поверхность) энергия отраженного от земли луча равна энергии прямого луча. Поэтому максимальные значения напряженности поля удваиваются, а минимальные падают до нуля. В других случаях электромагнитная энергия поглощается в земле и луч, отраженный от земли, имеет меньшую энергию, чем прямой луч (обычно Еотр = (0,8...0,9)Епад). Поэтому в направлениях максимумов лепестков напряженность поля увеличивается менее, чем вдвое, а в направлениях минимумов спадает не до нуля. Лепестковым характером ДН обусловлены «провалы» при определенных углах места , в результате чего на некоторых дальностях отсутствует отраженный от цели сигнал и слежение за ней затрудняется.
При использовании в РЛС радиоволн сантиметрового диапазона происходит диффузное отражение от земной поверхности. К цели приходит только прямой луч от РЛС, что исключает различие в напряженности поля для разных углов места и лепестковый характер ДН. Поэтому для РЛС сантиметрового диапазона основное уравнение радиолокации (1) (см 1-й уч. вопрос) не требует поправок, учитывающих отражение от земли.
Влияние кривизны земной поверхности на дальность действия РЛС было рассмотрено во втором учебном вопросе, она ограничивается дальностью прямой видимости Дпр.
Б. Влияние атмосферы на дальность действия РЛС
Влияние атмосферы проявляется в:
преломлении пути распространения радиоволн;
поглощении и рассеянии энергии радиоволн на пути их распространения.