2.1.2. Изодальностная зона обнаружения

Будем полагать, что в процессе обзора зоны антенный луч приемной антенны не изменяет своей ширины = 1 при . Примером РЛС, в которой выполняется это условие, является радиолокационный высотомер с механическим качанием антенны в вертикальной плоскости.

Рис. 2. 2. Зона обнаружения: а — изодальностная; б — изовысотная

В случае изодальностной зоны (рис. 2.2а), ( здесь — угловой размер зоны обзора в азимутальной плоскости). Поэтому интеграл в знаменателе уравнения (2.12)

Выразим телесный угол изодальностной зоны обнаружения через угловые размеры зоны в азимутальной и угломестной плоскостях. Учтем для этого соотношение (2.10)

Подставляя значениев исходное уравнение (2.12), получаем

2.1.3. Изовысотная зона обнаружения

Дальность до точек граничной поверхности в случае изовысотной зоны обнаружения (рис. 2.2б) определяется выражением

(2.15)

Рассмотрим два способа формирования зоны.

1) В процессе обзора зоны антенный луч приемной антенны не изменяет своей ширины, т. е. = 1 в пределах угловых размеров зоны. Требуемая форма зоны обнаружения в этом слу­чае может формироваться за счет изменения в угломестной плос­кости величины излучаемой средней мощности или коэффициента усиления передающей антенны по закону

С учетом выражения (2.15)

При записи формулы (2.16) учтено, что

(2.16)

Подставляя (2.16) в исходное уравнение (2.12), получаем

(2.17)

2) В процессе обзора зоны эффективная площадь приемной антенны изменяется в угломестной плоскости по косеканс-квадратному закону

(2.18)

По такому же закону изменяется и коэффициент усиления передающей антенны.

Подобное изменение эффективной площади приемной антенны и коэффициента усиления может быть обеспечено, например, за счет соответствующего выбора конфигурации зеркала антенны в вертикальной плоскости или за счет использования нескольких облучателей (приемлемое приближение к косеканс-квадратной диаграмме направленности можно получить с помощью всего лишь двух облучателей [5]).

Интеграл в уравнении (2.12) для рассматриваемого случая с учетом соотношений (2.15) и (2.18)

(2.19)

и уравнение можно представить в виде

' (2.20)

Сравним между собой рассмотренные варианты формирования изовысотной зоны по величине энергии, излучаемой в зону за время однократного обзора. При этом будем полагать, что все прочие параметры РЛС в обоих случаях одинаковы.

Из сопоставления уравнений (2.17) и (2.20) следует

где — энергия, излучаемая в зону при вариантах обзора 2 и 1 соответственно.

При (на практике это условие, как правило, выполняется) записанное выше соотношение можно упростить:

Полученный результат свидетельствует, что с энергетической очки зрения вариант 1 формирования изовысотной зоны предпочтителен (выигрыш в энергии составляет около 300 %). Кроме того, следует учитывать и тот факт, что при формировании косеканс-квадратной диаграммы направленности поверхность антенны используется неэффективно [5].

Каково же соотношение величины энергии, излучаемой в изодальностную зону и изовысотную, формируемую путем изменения излучаемой мощности в процессе обзора? Это представляет практический интерес, так как в большинстве случаев в радиолокационных высотомерах формируется изодальностная зона обнаружения, в то время как из-за ограниченной высоты полета современных средств воздушного нападения целесообразно формировать изовысотную зону обзора. Из сопоставления уравнений (2.14) и (2.17) следует

где — энергия, излучаемая РЛС в изодальностную зону.

При :

Таким образом, в радиолокационных высотомерах, у которых излучаемая энергия распределяется в зоне обзора равномерно, энергия расходуется весьма нерационально.

Примечание. По аналогии со случаем изодальностной зоны интеграл в знаменателе уравнения (2.12) можно трактовать как телесный угол некоторой эквивалентной изодальностной зоны обнаружения. Поэтому в дальнейшем для сокращения записи уравнения радиолокации в режиме обзора в некоторых случаях этот интеграл будем обозначать :

и уравнение радиолокации в режиме обзора представлять в виде

(2.21)