- •Издание училища
- •В.1. Место рлс в радиолокационной системе
- •Глава 1. Основные характеристики рлс и требования, предъявляемые к ним
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Состав радиолокационной информации
- •1.3. Зона обзора
- •1.4. Точность измерения координат
- •1.5. Разрешающие способности по координатам
- •1.6. Помехозащищенность
- •1.7. Информационная способность
- •1.8. Надежность
- •1.9. Электромагнитная совместимость
- •1.10. Маневренные характеристики
- •Глава 2. Дальность действия рлс в различных условиях ее работы
- •2.1. Уравнение радиолокации в режиме обзора при произвольных форме зоны обнаружения и способе обзора
- •2.1.1. Вывод уравнения радиолокации
- •2.1.2. Изодальностная зона обнаружения
- •2.1.3. Изовысотная зона обнаружения
- •2.1.4. Смешанная зона обнаружения
- •2.2. Дальность действия рлс с учетом затухания радиоволн в атмосфере
- •2.3. Дальность действия рлс в условиях активных маскирующих помех
- •2.3.1. Дальность действия рлс в условиях активных шумовых маскирующих помех
- •2.3.2. Дальность действия рлс в условиях импульсных помех
- •2.4. Дальность действия рлс в условиях маскирующих пассивных помех
- •Действия рлс при включении аппаратуры защиты в условиях отсутствия пп
- •2.5. Дальность обнаружения маловысотных целей
- •2.6. Упрощенные формы записи уравнения радиолокации
- •Глава 3. Основные характеристики радиолокационных целей
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Статистические модели целей
- •3.3. Оценка влияния и на вероятность обнаружения цели
- •3.3.1. Оценка влияния вида плотности распределения вероятности эпц
- •3.3.2. Оценка влияния вида энергетического спектра флюктуации отраженного сигнала
- •3.4. Оценка среднего значения эффективной поверхности радиолокационных целей
- •3.4.1. Точечные (сосредоточенные) цели
- •3.4.2. Распределенные цели
- •3.5. Энергетический спектр флюктуаций сигнала, отраженного от точечной цели
- •3.6. Энергетический спектр флюктуаций сигнала, отраженного от распределенной цели
- •Глава 4. Показатели качества и параметры обнаружения
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Показатели качества радиолокационного обнаружения в точке
- •4.3. Показатели качества радиолокационного обнаружения за обзор
- •4.4. Период ложной тревоги
- •4.5. Интегральные вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги
- •4.6. Выбор значений показателей качества обнаружения
- •4.7. Параметры обнаружения и связь между ними
- •4.8. Определение требуемого значения отношения сигнал—шум на входе устройства сравнения с порогом
- •5.1. Основные отличия целей и маскирующих пассивных помех
- •5.2. Пути повышения помехозащищен-ности рлс в условиях маскирующих пассивных помех
- •5.3. Выбор структуры зондирующего сигнала при работе рлс в условиях пассивных помех
- •5.4. Способы обеспечения заданного значения 1-й слепой скорости
- •5.5. Классификация систем сдц
- •5.6. Обобщенная структурная схема и основные характеристики системы сдц
- •5.7. Система сдц с эквивалентной
- •5.7.1. Структурная схема системы сдц
- •5.7.2. Основные характеристики системы
- •5.7.3. Принципы построения элементов и устройств системы сдц
- •5.7.4. Влияние нестабильностей аппаратуры на эффективность сдц
- •5.8. Системы сдц с внутренней когерентностью на базе устройств чпк на радиочастоте
- •5.9. Системы сдц с внешней когерентностью
- •5.9.1. Система сдц с некогерентной компенсацией пп
- •5.9.2. Система сдц с помеховым гетеродином
- •5.9.3. Основные характеристики систем
- •5.10. Системы сдц на базе автокомпенсаторов
- •5.10.1. Структурная схема
- •5.10.2. Основные характеристики чпак
- •5.10.3. Требования к функциональным элементам чпак и их обеспечение
- •5.11. Фильтровые и корреляционно-фильтровые системы сдц
- •5.11.1. Фильтровые системы сдц
- •5.11.2. Корреляционно-фильтровые системы сдц
- •5.11.3. Основные характеристики систем
- •6.2.2. Шумовая автоматическая регулировка усиления
- •6.2.3. Усилители с логарифмической амплитудной характеристикой
- •6.2.4. Автоматическая регулировка порога ограничения
- •6.3. Повышение помехозащищенности за счёт увеличения плотности потока энергии зондирующего сигнала
- •6.4. Технические решения, обеспечивающие защиту рлс методом пространственной селекции
- •6.4.1. Основные пути реализации метода пространственной селекции
- •6.4.2. Уменьшение угловых размеров главного лепестка диаграммы направленности
- •6.4.3. Снижение уровня боковых лепестков
- •6.4.4. Уменьшение уровня приёма в направлениях на постановщики активных помех
- •6.5. Технические решения, обеспечивающие защиту рлс от помех по главному лепестку диаграммы направленности
- •6.6. Принципы построения систем перестройки рабочей частоты рлс
- •6.6.1. Требования к параметрам системы перестройки станции
- •6.6.2. Структурная схема спс
- •6.7. Устройства защиты рлс от импульсных помех
- •6.7.1. Виды импульсных помех
- •6.7.2. Устройства защиты от узкополосных импульсных помех
- •6.7.3. Устройства защиты от широкополосных импульсных помех
- •6.7.4. Устройства защиты от несинхронных импульсных помех
- •6.7.5. Особенности построения устройств защиты от оип
- •6.8. Принципы построения анализаторов помеховои обстановки в адаптивных рлс
- •Глава 7. Принципы построения аппаратуры пеленгации постановщиков активных помех
- •7.1 Требования предъявляемые к аппаратуре пеленгации
- •7.2. Обобщенная структурная схема и варианты технической реализации аппаратуры пеленгации
- •8.Обеспечение электромагнитной совместимости рлс
- •8.1. Пути обеспечения электромагнитной совместимости рлс
- •8.2. Технические решения, обеспечивающие ослабление неосновных излучений рлс
- •8.3. Технические решения, обеспечивающие ослабление приема по неосновным каналам
- •Глава 9. Потери в тракте приёма и выделения сигналов из помех и технические решения, обеспечивающие их снижение
- •9.1 Обобщенная структурная схема тракта приёма и выделения сигналов из помех
- •9.2. Потери в приёмной антенне
- •9.3. Потери в тракте высокой частоты на прием
- •9.3.1. Обобщенная структурная схема тракта высокой частоты импульсной рлс
- •9.3.2. Методика учета потерь в тракте высокой частоты
- •9.4. Потери за счет рассогласования частотной характеристики линейной части приемника и частотного спектра сигнала
- •9.4.1. Составляющие коэффициента потерь Lрф
- •9.4.2. Потери рассогласования, обусловленные наличием побочных каналов приема
- •Потери рассогласования,обусловленные неоптимальностью формы ачх линейной части приёмника
- •9.4.3. Потери рассогласования, обусловленные расстройкой приёмника по частоте
- •9.5. Требования к системам апч и технические решения, обеспечивающие их выполнение
- •9.6. Потери интегрирования
- •9.7. Принципы построения рециркуляторов
- •9.7.1. Общие сведении о рециркуляторах
- •9.7.2. Рециркулятор на базе ультразвуковой линии задержки
- •9.7.3. Требования к функциональным элементам рециркулятора
- •9.7.4. Многоступенчатые рециркуляторы
- •9.8. Накопители на электронно-лучевой трубке
- •9.9. Комплексирование накопителей
- •9.10. Потери. Обусловленные накоплением дополнительного шума
- •9.10.1. Причины возникновения потерь
- •9.10.2. Объединение сигналов в рлс с парциальной диаграммой направленности на приём
- •9.10.3. Накопление дополнительного шума на экране элт
- •9.10.4. Накопление дополнительного шума в вус
- •9.11. Потери за счет ограничения сигналов сверху
- •9.12. Потери за счет нестабильности порогового уровня и коэффициента усиления приёмника
- •9.13. Потери за счет нестационарности помех на входе системы обработки сигналов
- •9.13.1. Причины нестационарности помех
- •9.13.2. Стабилизация вероятности ложной тревоги в условиях отражений от протяженных источников пп
- •9.13.3. Непараметрические обнаружители
- •9.14. Потери, связанные с работой оператора
- •9.15. Методика учета потерь в тракте приёма и выделения сигналов
- •Глава 10. Обеспечение требований к параметрам зондирующего сигнала
- •10.1. Параметры зондирующего сигнала и их влияние на характеристики рлс
- •10.2. Основные типы передающих устройств и их сравнительная характеристика
- •Глава 11. Влияние способа обзора зоны обнаружения на характеристики рлс
- •11.1. Виды и способы обзора зоны
- •11.2. Сравнение способов обзора зоны обнаружения при отсутствии потерь
- •11.3. Сравнение способов обзора зоны обнаружения при наличии потерь
- •11.4. Возможности уменьшения числа парциальных каналов в трехкоординатных рлс
- •Глава 12. Обеспечение требований к точности измерения координат
- •12.1. Общие сведения об ошибках измерения. Связь между ошибками
- •12.2. Ошибки измерения дальности и технические решения, обеспечивающие их снижение
- •12.2.1. Потенциальная ошибка измерения дальности
- •12.2.2. Ошибка измерения дальности за счет особенностей распространения радиоволн
- •12.2.3. Инструментальная ошибка измерения дальности
- •12.2.4. Динамическая ошибка
- •12.3. Ошибки измерения угловых координат и технические решения, обеспечивающие их снижение
- •12.3.1. Потенциальная ошибка
- •12.3.2. Ошибки измерения угловых координат за счёт особенностей распространения радиоволн
- •12.3.3. Инструментальная ошибка измерения угловых координат
- •12.4.1. Уравнение высоты
- •К разрешающим способностям рлс по координатам
- •13.5. Реальная разрешающая способность рлс по высоте
- •13.6. Вероятность разрешения целей в группе
- •Глава 14 особенности построения рлс с широкополосными зондирующими сигналами
- •Глава is. Особенности построения рлс с электронным управлением лучом
- •Глава 16. Особенности построения мс с цифровой обработкой сигналов
- •16,3.1. Общие понятия
- •16.3.3. Устройство квантования
- •16.3.4, Параметры ацп
- •16.3.5. Типы ацп
- •16.4.1. Обнаружитель типа движущегося окна
- •16.5. Особенности построения цифровых обнаружителей
- •16.5.1. Вычислитель модуля
- •16.5.2. Цифровые накопители
- •16.7.2. Особенности технической реализации цгфп,
- •16.7,3. Особенности технической реализаций
- •16.8. Цифровые авто компенсаторы
- •Глава 1. Основные характеристики рлс и требования, предъявляемые
- •Глава 2. Дальность действия рлс в различных условиях ее работы . 22
- •Глава 3. Основные характеристики радиолокационных целей ... 43
- •Глава 4. Показатели качества и параметры обнаружения .... 59
- •Глава 5 Обеспечение требуемой помехозащищенности рлс и условиях
- •Глава 7. Принципы построения аппаратуры пеленгации постщювщиков
- •Глава 8. Обеспечение электромагнитной совместимости рлс . . . F79
- •Глава 10. Обеспеченно требований к параметрам зондирующего сигнала 22s1
- •Глава 13. Обеспечение требований к разрешающим способностям рлс
- •[6.Я. Цифровые Ёвтокомпевсаторы 345
4.3. Показатели качества радиолокационного обнаружения за обзор
Вероятностью ложной тревоги за обзор Рлт3 называют вероятность того, что шумовые выбросы на входе устройства сравнения с порогом хотя бы один раз за один цикл обзора превысят порог обнаружения.
Установим связь вероятности ложной тревоги за обзор с вероятностью ложной тревоги в точке. Так как шумовые выбросы в разрешаемых объемах независимы, то вероятность ложной тревоги за обзор можно определить следующим образом:
(4.7)
где — вероятность ложной тревоги в -м разрешаемом объеме;
— число разрешаемых объемов в зоне обнаружения. При одинаковых значениях вероятности ложной тревоги, равных , во всех элементах разрешения из (4.6) следует
(4.7)
Если выполняется условие , то
и соотношение (4.7) с достаточной для практики точностью можно представить в виде
(4.8)
Понятие вероятности правильного обнаружения за обзор совпадает с понятием вероятности правильного обнаружения в точке. Поэтому
4.4. Период ложной тревоги
Как уже отмечалось, вероятность ложной тревоги в точке и показатель ложных тревог связаны между собой соотношением (см. (4.5))
Используем записанное соотношение для выяснения связи вероятности ложной тревоги с периодом ложной тревоги. Для этого умножим правую часть соотношения (4.5) на (здесь—число импульсов в пачке, —длительность импульса на выходе приемника РЛС):
(4.9)
Произведение представляет собой время, затрачиваемое на просмотр одного разрешаемого объема зоны обнаружения (при равномерном обзоре). Поэтому знаменатель соотношения (4.9) можно трактовать (с учетом сущности понятия показатель ложной тревоги) как среднее значение интервала времени между двумя ложными тревогами. Этот интервал времени и называют периодом ложной тревоги :
(4.10)
С учетом (4.10)
(4.11)
Последнее соотношение может быть использовано для перехода от вероятности ложной тревоги в точке к периоду ложной тревоги либо наоборот. Как следует из (4.11), для вычисления значения должны быть известны такие характеристики РЛС, как число импульсов в пачке и длительность импульса. Допустимое значение периода ложных тревог определяется требованием потребителя радиолокационной информации и зависит от назначения РЛС:
4.5. Интегральные вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги
Интегральной вероятностью правильного обнаружения и принято называть вероятность того, что выбросы смеси сигнала и шума, соответствующие выделенному разрешаемому объему зоны обнаружения, превысят порог обнаружения хотя бы один раз за m циклов обзора.
Вероятность того, что шумовые выбросы на входе устройства сравнения с порогом хотя бы один раз за т циклов обзора превысят порог обнаружения, называется интегральной вероятностью ложной тревоги
Установим связь интегральных вероятностей с соответствующими вероятностями в точке. При этом будем полагать:
вероятность ложной тревоги в выделенном разрешаемом объеме зоны от обзора к обзору не изменяется (помехи стационарные) ;
события обнаружения от обзора к обзору независимы;
интегрирование (накопление) отраженных импульсов осуществляется только за время облучения цели в каждом цикле обзора.
При сформулированных условиях связьи с определяется соотношением
где — вероятность обнаружения цели в -м цикле обзора.
Если вероятность обнаружения цели от обзора к обзору не изменяется (например, при малых значениях m или в случае малоскоростных целей), то
(4.13)
Используя соотношение (4.13), можно определить требуемую вероятность правильного обнаружения в точке, если заданы интегральная вероятность правильного обнаружения и число циклов обзора:
(4.14)
Связьи с при неизменном значении вероятности ложной тревоги от обзора к обзору по аналогии с соотношением (4.13) можно записать
(4.15)
Если то
(4.16)
Проанализируем влияние числа циклов обзора на интегральную вероятность правильного обнаружения на двух конкретных примерах.
Время однократного обзора зоны , число циклов обзора изменяется.
В этом случае для того, чтобы обеспечить неизменное значение интегральной вероятности ложной тревоги при увеличении числа циклов обзора, необходимо в соответствии с соотношением (4.16) уменьшить вероятность ложной тревоги за обзор путем увеличения порога принятия решения. Это приведет к снижению вероятности правильного обнаружения в каждом цикле обзора. Однако степень снижения невелика, что позволяет, использовать соотношение (4.13) для оценки . На рис. 4.2 представлены графики, рассчитанные по формуле (4.13). Из графиков видно, что при фиксированном значении с увеличением числа циклов обзора интегральная вероятность правильного обнаружения увеличивается.
Рис. 4.2. Зависимость интегральной вероятности правильного обнаружения от числа циклов обзора
Рис. 4.3. Зависимость интегральной вероятности правильного обнаружения медленно флюктуирующей цели от относительной дальности до цели при различной скорости обзора
Время, затрачиваемое на принятие решение о наличии или отсутствии цели, фиксировано, т. е.
При сформулированном условии увеличение числа циклов обзора приводит к уменьшению вероятности правильного обнаружения в каждом цикле обзора, что приводит к изменению флюктуационных потерь. Поэтому интегральная вероятность обнаружения в данном случае, зависит не только от числа циклов обзора, но и от вида цели.
На рис, 4.3 показаны зависимости интегральной вероятности обнаружения медленно флюктуирующей цели от относительной дальности до цели. Из рисунка видно, что при медленно флюктуирующем сигнале, отраженном от цели, достижение высокой вероятности обнаружения за счет повышения
мощности крайне невыгодно. Более приемлемым решением является повышение скорости обзора. Однако, если требуемая вероятность не превышает 0,8—0,9, то предпочтительнее более медленный обзор зоны. Пользуясь рис. 4.3, можно подсчитать, что при времени однократного обзора зоны, равном 6 с, для достижения вероятности обнаружения 0,99 требуется энергия в 4,9 раза больше, чем при = 1с. Однако для вероятности обнаружения 0,5 потребная энергия при = 6с будет в 2,4 раза меньше, чем при= 1с.