11.3. Сравнение способов обзора зоны обнаружения при наличии потерь

Потери, обусловленные обзором. В реальных условиях при сопоставлении способов обзора помимо всего прочего необходимо учитывать потери, связанные с особенностями способа обзора. От способа обзора зависят потери:

в антенне (Lант);

за счет некогерентного накопления отраженных импульсов Lи нн;

обусловленные накоплением дополнительного шума (Lиш);

за счет непрямоугольной формы диаграмм направленности при­ёмной и передающей антенн (Lфд);

сканирования (Lск).

Последние два вида потерь свойственны только РЛС обнаруже­ния. Поэтому в последующем произведение коэффициентов потерь Lфд Lск будем называть потерями обзора и обозначать символом Lобз.

Потери в антенне. В случае изодальностной зоны обнаружения потери в антенне при реализации второго и четвертого способов обзора несколько выше, чем при первом и третьем способах.

Это объясняется тем, что для формирования диаграммы веер­ного типа большую часть облучателей необходимо смещать с фо­кальной оси антенны. При этом коэффициент эффективности приёмной антенны уменьшается.

В случае изовысотной зоны обнаружения наибольшие потери в антенне возникают при реализации первого способа обзора (Lант = 4,..5 дБ).

Потери за счет некогерентного накопления. Величина этих по­терь зависит, как уже отмечалось, от числа импульсов в пачке Lи нн = f (M). Чем больше число импульсов в пачке, тем больше коэффициент потерь Lи нн, и наоборот.

Наименьшее число импульсов в пачке имеет место при тре­тьем способе обзора, поскольку при этом скорость перемещения антенного луча самая большая. Для остальных способов обзора число импульсов в пачке одинаковое. Поэтому

Потери, обусловленные накоплением дополнительного шума.

При реализации второго и четвертого способов обзора помимо дру­гих потерь появляются потери, обусловленные накоплением допол­нительного шума при смешивании выходных сигналов парциаль­ных каналов приёма. В случае первого и третьего способов Обзора эти потери отсутствуют.

Потери, обусловленные не прямоугольностью формы диаграммы направленности. При выводе уравнения радиолокации для РЛС, работающей в режиме обзора, предполагалось, что диаграмма на­правленности имеет в поперечном сечении прямоугольную форму с одинаковым коэффициентом усиления по всему сечению. В реальных же РЛС форма диаграммы направленности антенны отли­чается от прямоугольной. В связи с этим отражённые от цели сигналы оказываются промодулированными по амплитуде по закону, соответствующему двусторонней (на передачу и приём) форме диаграммы направленности антенны. Потери Lфд, обусловленные формой диаграммы направленности, определяют ту добавочную энергию сигнала, которая необходима для компенсации уменьше­ния амплитуд принимаемых импульсов, когда ось диаграммы на­правленности смещается относительно направления на цель. Вели­чина этих потерь зависит от способа обзора пространства.

Можно показать, что при сканировании антенного луча в од­ной плоскости и числе импульсов в пачке, превышающем 6, ве­личина потерь Lфд составляет 1,6 дБ. Эта величина, остается по­стоянной при изменении в широких пределах значений отношения сигнал—шум и вероятности ложной тревоги.

В тех случаях, когда антенный луч сканирует в двух плоскос­тях, потери Lфд удваиваются и составляют 3,2 дБ.

Потери сканирования. При очень быстром сканировании антен­ный луч успевает сместиться на заметный угол за время между излучением зондирующего и приемом отраженного импульсов. Это может привести, во-первых, к уменьшению амплитуды импульсов пачки и, во-вторых, к потере части отраженных импульсов, соответствующих концу пачки, поскольку к моменту их прихо­да основной лепесток диаграммы на­правленности антенны будет отвёрнут от направления на цель.

Рис. 11.3. Зависимость потерь сканирования от относительной скорости обзора зоны

Зависимость коэффициента потерь сканирования Lск от величины относительного смещения антенного луча за время запаздывания отраженного сигнала tr приведена на рис. 11.3. Видоизменим запись выражения, определяющего относительное смешение антенного луча за время tr. Используем для этого соотношение где tобл — время облучения цели; Ωа — угловая скорость сканирования антенны. С учетом записанного соотношения .

Последнее соотношение и график, представленный на рис. 11.3, позволяют сделать следующие выводы:

потери сканирования уменьшаются при увеличении числа им­пульсов в пачке и при М > 6 практически отсутствуют при любой дальности до цели (в пределах зоны обнаружения);

при уменьшении дальности до цели потери сканирования при всех прочих равных условиях уменьшаются.

Смещая приёмную диаграмму направленности относительно из­лучающей на величину, достаточную для компенсации поворота антенны за время запаздывания отраженного сигнала, можно уменьшить потери сканирования для целей, находящихся на соот­ветствующей дальности. Однако усложнение Конструкции антенной системы РЛС не способствует практической реализации такого ме­тода уменьшения потерь сканирования, особенно, когда известно, что при очень высоких скоростях обзора существенно увеличива­ются и другие потери, связанные с работой станции в режиме об­зора.