К разрешающим способностям рлс по координатам

13.1. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ И РЕАЛЬНАЯ РАЗРЕШАЮЩИЕ

СПОСОБНОСТИ

Разрешающая способность является одной из важнейших так­тических характеристик РЛС. Она определяет полноту сведений о воздушной обстановке при наличии большого числа целей (то­чечных н распределенных) в зоне обзора РЛС и существенно илп-яет на возможности РЛС по вскрытию группового состава целей, а также на помехозащищенность РЛС от ПП.

Определение, данное в § 1.5, в общем случае не является стро гим, поскольку не оговариваются показателя качества разреше­ния. В реальных условиях, когда процеосы радиолокационного об­наружения и разрешения сопровождаются мешающим шумом, не­обходимо говорить о статистическом раерешанда, т. с. о разреше­нии целей с заданной вероятностью или с допустимым снижением качества обнаружения.

Различают потенциальную и реальную разрешающие способ­ности.

Потенциальная разрешающая способность характеризует пре­дельно достижимое разрешение и определяется отношением сиг-нал—шум и протяженностью сечения тела неопределенности зон­дирующего сигнала РЛС но параметру разрешения. Чем больше отношение сигнал—шум и меньше протяженность теля неопреде­ленности, тем при всех прочих равных условиях выше потенци­альная разрешающая способность РЛС.

Реальная разрешающая способность, определение которой да­но в §1-5, всегда хуже потенциальной. К факторам, вызывающим ухудшение разрешающей способности, относятся:

кеоптвм альноеть структуры радиолокационных приемников (систем обработки) с точки зрения решения задачи разрешения сигналов;

ограничение сигналов из-за недостаточного динамического диа­пазона приемного тракта;

ограниченная разрешающая способность оконечных устройств из-за конечных размеров луча ЭЛТ индикаторов при визуальном съеме или дискретности съема данных при автосъеме.

268

Количественную оценку ухудшения разрешающей способности можно получить при конкретной схеме приемно-индикаторного тракта РЛС и известных параметрах ее элементов.

!3.2. РЕАЛЬНАЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РЛС ПО ДАЛЬНОСТИ

Разрешающая способность по дальности—это минимально воз­можное расстояние между двумя целями, находящимися на одних и тех же азимуте и угле места, при котором эти цели наблюда­ются раздельно.

Условие наблюдаются раздельно здесь и в дальнейшем пони­мают в том смысле, что наличие одной цели ш: мешает обнару­живать другую и измерять ее координаты.

Для количествен ной оценки реальной разрешающей способнос­ти но дальности, а также определения путей обеспечения требова­ний if лей установим связь разрешающей способности с парамет­рами РЛС,'

Рис. 13.1 К определению разрешающей спо­собности по дальности

Рассмотрим худший с этой точки зрения вариант визуального съема координат. На рис. 13.1 в укрупненном масштабе показан участок развертки инди­катора типа А, на кото­ром индицируются им­пульсы, отраженные от двух близко расположен­ных целей. Для упроще­ния вывода соотношения, определяющего разреша­ющую способность, форма . этих импульсов принята прямоугольной. Реальная форма сигналов и разре-

шающая способность человеческого глаза учитывается введением величины А. Из рисунка видно, что шшимальйтое расстояние на Экране ЭЛТ индикатора между раздельно наблюдаемыми целями должно составлять (ощ, = l_mu + А = /и«ц + <$_я +■ А, где ?,_11М — раз­мер отметки от ноли на экране ЭЛТ; /_имгт— размер импульса па экране ЭЛТ при d-, = 0; \ —минимальное расстояние между от­метками, при котором они наблюдаются раздельно. Его среднее

значение равно Д = 0,Зй_л-

Отсюда разрешающая способность по дальности bR = m_Rl_min =

= «1б (Wra + d-:i~V <M . Учитывая-, что m_R = AR/L_vr = c7'p/2L_{P r} = — c/2v_p и 1_1ЯШ = и_рхщ,1), где v_F — скорость развертки, получаем

(13.1)

Первое слагаемое, представляет собой меру разрешающей способности по дальности (см. §13.7). Для уменьшения ее

269

значения необходимо увеличивать ширину спектра зондирующего сигнала П_и, поскольку" т_и(в) ~ 1/П_и. Второе слагаемое определяе: разрешающую способность индикатора. В большинстве сл\ чаев оно практически определяет и разрешающую способность РЛС. Так, например, при П„ = 1 МГц, \R = 200 км, Lp_y = 200 мм, d_a = 1 мм первое слагаемое п (13.1) равно 150 м, а второе — 13(10 м. Поэтому повышение разрешающей способности индикатора или отказ от его использования путем перехода к автосъему явля­ются эффективными мерами улучшения разрешающей способности! РЛС.

Основные пути повышения разрешающей способности индика­тора:

использование ЭЛТ с высоким качеством Q-cp = D^/d^,

укрупнение масштаба индикатора (уменьшение тц) за счет уменьшения диапазона дальностей, выносимых на индикатор \R, или увеличения длины развертки 1._Р,-. С этой целью вводятся к 1Ль цевой или секторный режимы работы ИКО, а также использу­ются индикаторы азимут—дальность.

Пр,и заданных разрешающих елособ,но.стях РЛС и пи шкатра соотношение (13.1) позволяет предъявить треСовапне к ширине спектра зон,пирующего сигнала П_я^ с/2 (§R \,3m<{da)-

> -

13.3. РЕАЛЬНАЯ РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РЛС ПО АЗИМУТУ

Разрешающая способность по азимуту—это минимально воз­можное угловое расстояние в азимутальной плоскости меж.и дв) мя целями, находящимися на одних к тех же [альнодтях и угле места, при котором они наблюдаются раздельно.

Используя методику, изложенную ч параграфе 13.2, можно показать, чти реальная разрешающая способность РЛС пп азнму ту определяется соотношением

6р — Po/j»+ U3m|jd_a = ро,5Р т 1Д\Г.'/лЛ-и1- (13.21

Для ИКО сскн.ф по азимуту ,\|} = 360^е, а длина развертки по азимуту Л_рр =*= 2n/,i, где /_ц расстояние от центра экрана нпд'и катора "(о отметки цели. При наличии задержки запуска пнднка тора

где Гц — дальность до пели;

г-а — дальность, соответствующая задержке запуска нпдп катора.

Из (13.3) видно, что максимальная длина развертки по азнму

ту в ИКО будет обеспечиваться при /-.,, — /■„ — \R (отметка отпе­ли на краю экрана индикатора).

270

Для повышения разрешающей способности РЛС по азимуту

используют следующие меры:

уменьшение ширины ДН РЛС (Sq.sp путем уменьшения длины

волны либо увеличения горизонтальны к размеров антенны;

улучшение разрешающей способности индикатора путем при­менения н ИКО секторного пли кольцевого режима работы с ре-гулируемой задержкой запуска развертки, а также использование нндпка горов азимут—дальность.

13.4. ВЛИЯНИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ И ПРИЕМНОМ ТPAKTE

НА РАЗРЕШАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ РЛС

Соотношения (13.1). (13.2) справедливы лишь при отсутствии ограничения сигналов сверху ч приемном тракте. Наличке такого ограничения приводит к снижению разрешающей способности по координатам к те.ч случаях, когда вклад оконечного устройства is ухудшение разрешающей способности РЛС мал. Применительно к 6р это условие выполняется практически всегда, а применительно к bR — только при использовании крупномасштабных индикаторов и при автосъоме.

Оцепим степень уху шгения разрешающей способности по ази .wry при следующих практически допустимы* предположениях:

пеленгашкшнан характеристика антенны РЛС описывается иьг-раженисм

где U_o — У2т, <n_miK/r)'^: амплитуда отраженного сигнала в максимуме ДН антенны;

разность фаз сиг­налов, накладываю­щихся друг па дру­га, от двух близко расположенных це­лей рамка нулю (наихудший с точки зрения разрешения случай).

Условие разреше­ния пелен и этом

случае (рис. 16.1) _[1нс [3.2. Псленгационные характеристики при будет иметь ВИД колокольной аппроксимации ,'111 антенны РЛС

Решая (13.4) относительноАр, получаем

Случай'равенства в (13.5) соответствует разрешающей crmi Гн но азимуту с учетом ограничения

271

(13.6)

Учитывая, что Lf<$> = Dam (здесь D —динамический диапазон приемника), соотношение (13.6) можно представить в виде

8р„р = радр{1~1,43£21п (r/R) + 0,11.5 Фдп-т.дк ")]}^1/а; (13.7)

Из выражения (13.7) видно, что если в приемном тракте ие приняты меры к расширению динамического диапазона, то с умень­шением дальности разрешающая способность ухудшается. Так, на­пример, при D = 20 дБ, f i = 13 дБ и r/R = 0,3 она ухудшается

и 1,8 разя.

Одной из мер снижения влияния ограничения на разрешающую

способность РЛС по азимуту является использовашгае схем ВАРУ.