- •Глава 1. Общие сведения о радиолокации
- •1.1. Задачи и применение радиолокации
- •1.2. Физические основы обнаружения целей и определения их координат и скорости
- •1.3. Тактические данные и технические характеристики рлс
- •Глава 2. Методы измерения координат и скорости движения целей
- •2.1. Методы измерения дальности
- •1. Амплитудный метод
- •2. Частотный метод
- •3. Фазовые методы
- •2.2. Методы измерения угловых координат
- •1. Амплитудные методы
- •2. Фазовые методы
- •2.3. Методы измерения радиальной скорости
- •Глава 3. Характеристики радиолокационных целей
- •3.1. Основные свойства и классификация
- •3.2. Элементарные цели
- •3.3. Точечные цели
- •1. Условия, при которых цели являются точечными.
- •2. Особенности траекторий целей и
- •3.Особенности движения целей вокруг центра массы и их влияние на характер отражённого сигнала.
- •4. Эффективная отражающая площадь.
- •5. Спектр флюктуаций амплитуды.
- •6. Флюктуации фазового фронта отражённого сигнала.
- •7.Флюктуации времени запаздывания отражённого сигнала (флюктуации дальности)
- •3.4 Свойства сигналов, отражённых от распределённых целей
- •1.Общие сведения
- •2.Флюктуации сигналов, отражённых от сложных целей
- •3.5. Эффективная отражающая площадь поверхностных целей
- •1.Импульсные сигналы
- •2.Непрерывное излучение
- •3.Удельная эффективная площадь
- •3.6. Эффективная отражающая площадь объёмных целей
- •1.Импульсные сигналы
- •2.Удельная эффективная площадь
- •Глава 4. Радиолокационный обзор
- •4.1. Основные положения
- •4.2. Период последовательного обзора
- •1. Минимально допустимый период обзора
- •2. Относительный период обзора
- •4.3. Виды последовательного обзора
- •1. Обзор плоским лучом
- •2. Обзор иглообразным лучом
- •4.4. Программированный обзор
- •Глава 5. Обнаружение радиолокационных сигналов
- •5.1. Основные положения
- •5.2. Характеристики обнаружения радиолокационных сигналов с полностью известными параметрами
- •5.3. Характеристики обнаружения радиолокационных сигналов с неизвестной начальной фазой
- •5.4.Характеристики обнаружения радиолокационных сигналов с неизвестной начальной фазой и флюктуирующей амплитудой
- •5.5. Характеристики обнаружения радиолокационных сигналов с неизвестными значениями начальной фазы, амплитуды и частоты
- •5.6. Характеристики обнаружения сигнала в одном из его возможных положений
- •5.7. Коэффициент различимости при обнаружении радиолокационных сигналов
- •Глава 6. Дальность действия радиолокационных станций
- •6.1. Дальность действия в свободном пространстве
- •6.2.Дальность действия при активном ответе
- •6.3. Влияние отражений от земной поверхности на дальность действия рлс
- •6.4. Влияние на дальность действия рлс ослабления энергии радиоволн в атмосфере
- •6.5. Влияние кривизны земной поверхности и атмосферной рефракции на дальность действия
- •Глава 7. Точность измерения координат и радиальной скорости целей
- •7.1. Потенциальная точность измерения одного параметра сигнала
- •7.2. Потенциальная точность одновременного измерения двух параметров
- •7.3. Реальная точность измерения параметров сигналов
- •7.4. Точность измерения положения цели
- •Литература
6.2.Дальность действия при активном ответе
Для решения некоторых тактических задач и повышения тактических возможностей РЛС (например, для опознавания целей, увеличения дальности обнаружения, повышения точности измерения координат и т.д.) на объектах, подлежащих радиолокационному наблюдению, устанавливают ответчики (ретрансляторы). На приёмную антенну ответчика поступает прямой (запросный) сигнал передатчика РЛС. После соответствующих преобразований этот сигнал поступает на запуск передатчика ответчика, вырабатывающего ответный сигнал. Ответный сигнал, значительно превышающий по энергии сигнал, отражённый от цели, принимается антенной РЛС (рис.6.2). При заданных параметрах РЛС (запросчика): Еизл з, Gопрд з, Sа прм з, и ответчика: Еизл от, Gопрд от, Sа прм от, энергия запросного сигнала на входе приёмника ответчика, находящегося на расстоянии D от РЛС, равна
. |
|
Рис.6.2.РЛС с активным ответом
Максимальной дальности запроса Dмаксз соответствует пороговое значение энергии запросного сигнала на входе приёмника ответчика, равное чувствительности приёмника, Епрм мин от=kрот kшот kT0.
Таким образом,
. |
(6.10) |
Энергия ответного сигнала на входе приёмника РЛС равна
, |
|
а максимальная дальность ответа Dмакс от определится чувствительностью приёмника запросчика Епрм мин з=kрз kшз kT0
. |
(6.11) |
Для радиолокационной системы с активным ответом параметры системы целесообразно выбирать таким образом, чтобы Dмакс з=Dмакс от, так как в противном случае дальность действия системы будет определяться наименьшим значением Dмакс по одному из каналов (запроса или ответа), а возможности другого канала не будут полностью реализованы.
Считая Dмакс з=Dмакс от получим выражение для дальности действия системы с активным ответом
где λз – длина волны запросчика;
λот – длина волны ответчика.
Энергетические параметры системы должны при этом выбираться исходя из равенства выражений (6.10) и (6.11):
. |
(6.12) |
Если запрос и ответ иногда осуществляется на одной частоте и для передачи и приёма у запросчика, так же как и у ответчика, используется одна и та же антенна, то
. |
(6.13) |
Полученное соотношение иногда называют уравнением сбалансированной системы с активным ответом.
Выражение (6.11) будет справедливо при пассивной радиолокации, когда цель излучает энергию Ец=Еизл от, энергия запросного сигнала на, а направленность излучения характеризуется коэффициентом Gц=Gопрд от.
6.3. Влияние отражений от земной поверхности на дальность действия рлс
Если в наземных (корабельных) РЛС применены антенны с широкой диаграммой направленности, радиоволны достигают цели и возвращаются обратно к РЛС как прямым путем, так и отражаясь предварительно от земной поверхности.
Земля в районе точки отражения является достаточно «»гладкой и идеально отражающей поверхностью, цель наблюдается в пределах угла места φум≤100, амплитудные различия слагаемых сигнала несущественны.
Амплитуда напряженности поля излучения с учётом влияния земли при таких условиях равна
, |
(6.14) |
где ζm – амплитуда напряженности поля для случая свободного пространства;
h – высота расположения антенны РЛС;
φум – угол места цели.
Диаграмма направленности антенны из-за влияния земли приобретает лепестковый характер с максимумом в точках, где , и минимальными значениями при .
Число лепестков диаграммы направленности nл и их ширина θум зависят от высоты подъема антенны h и длины волны
, . |
|
Угол места максимума нижнего лепестка равен приблизительно λ/4h.
При подъеме антенны РЛС число лепестков будет увеличиваться при одновременном их сужении, а нижний лепесток будет располагаться ближе к земной поверхности.
Максимальное значение коэффициента направленного действия антенны по мощности с учетом влияния земли, которое принимаем практически равным соответствующему значению коэффициента усиления антенны, обозначим через G0зм. Так как
. |
|
то
. |
(6.15) |
Считая, что в РЛС используются для передачи и приёма одинаковые антенны, расположенные на одинаковой высоте h, или одна и та же антенна, получим формулу для максимальной дальности с учётом влияния земли:
. |
(6.16) |
где Dмакс – максимальная дальность в свободном пространстве.
При обнаружении низколетящих целей, когда направление на цель антенной системы лежит ниже максимума первого лепестка,
, |
|
и
, |
|
выражение (6.15) примет следующий вид:
. |
|
При подстановке этого выражения в (6.6) получим формулу максимальной дальности обнаружения низколетящих целей с учётом влияния земли:
. |
(6.17) |
Зависимость дальности обнаружения низколетящих целей от энергии излучения и чувствительности приёмника ещё слабее, чем для свободного пространства. Более существенно дальность обнаружения зависит от высоты полета цели H и высоты антенны радиолокационной станции h. Наиболее целесообразным способом увеличения дальности в этом случае является увеличение высоты подъема антенны радиолокационной станции.