Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вес, габариты, и потребляемая мощность




Надежность

Помехоустойчивость

Помехоустойчивость – способность РТС сохранять показатели качества при воздействии помех. Количественно помехоустойчивость системы можно оценить соотношением

,

где - отношение сигнал/помеха

Если m>>1, система отличается высокой помехоустойчивостью;

Если m<<1 – низкой.

Предельно-достижимая помехоустойчивость называется потенциальной помехоустойчивостью.

Повышение помехоустойчивости достигается увеличением избыточности информации, передаваемой по каналу связи. Если передается М равновероятных независимых сообщений, то энтропия совокупности сообщений Hm известна, и будет максимальна:

Если между этими сообщениями имеется статистическая зависимость и (или) они равновероятны, то энтропия H совокупности будет меньше.

Избыточностью называется величина D=1-H/Hm

Следует отметить, что не существует универсальных средств для борьбы с помехами всех возможных типов. Для борьбы с конкретной помехой должны быть избраны конкретные меры. Система должна самонастраиваться.

Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Изменение характеристик сверх допустимых пределов, влекущие за собой невозможность выполнения задачи, называется отказом.

При проектировании РТС для этих показателей задают предельные значения, при которых должны и могут быть реализованы требования к качеству системы, указанные ранее. Особенно это важно для бортовых систем.

 

Энергетика радиолиний

 

Дальность действия беззапросной линии

Пусть передатчик мощностью Рпрдс коэффициентом усиления его антенны GПРД облучает приемник с эффективной площадью антенны SэфПРМ, удаленный тот него на расстояние R.

Плотность мощности излучения у приемника ПR [Вт/м2] определяется отношением мощности PПРД к площади поверхности сферы радиуса R, которое должно быть увеличено в GПРД раз

,

где h - коэффициент потерь в среде распространения.

Мощность на входе приемника:

.

Используя соотношение ,

где GПРМ – коэффициент усиления антенны ПРМ, получаем:

Отсюда получаем максимальную дальность действия радиолинии:

,

где L=3...10 – коэффициент запаса на неучтенные факторы;

PПРМmin=rminkTSDfш – реальная чувствительность ПРМ.

rmin – минимально допустимое превышение сигнала над шумом по мощности.

Dfш – шумовая полоса ПРМ

k – постоянная Больцмана

TS - суммарная шумовая температура на входе ПРМ, которое складывается из следующих составляющих: TS= TА+TГАЛ+TS+TРЗ+TАТМ+TЗ+T’ТР+T’ПРМ ,

где TА – собственная шумовая температура входного сопротивления антенны,



TГАЛ, TS, TРЗ, TАТМ, TЗ – шумовые антенные температуры галактики, ярких радиозвезд, атмосферы, Земли,

T’ТР, T’ПРМ – пересчитанные ко входу антенны эквивалентные шумовые температуры фидерного тракта и ПРМ.

Что такое шумовая температура?

Под шумовой температурой любого внешнего источника шумов понимается температура сопротивления, равного входному сопротивлению антенны, при котором мощность шума от внешнего источника и шума сопротивления одинаковы.

Подставив в уравнение дальности, получим:

Обычно, для оптимального фильтра Dfш@d/TH,

где TH – время приема элементарного сигнала,

d – коэффициент близкий к 1.

С учетом этого

, (а)

где ЭПРДПРДТН – энергия сигнала, излученного ПРД.

Таким образом, при оптимальной фильтрации дальность действия радиолинии определяется энергией сигнала и не зависит от его формы. ( в частности, от того, излучается ли эта энергия непрерывно или короткими импульсами).

Выражение для дальности можно записать в несколько ином виде:

. (б)

Получим : дальность действия обратно пропорциональную длине волны (в первом случае – прямо пропорциональна).

Правильны оба утверждения, но каждое соответствует различным исходным данным. Так, если, например, на борту ЛА жестко ограничены и заданы площади антенны, надо использовать выражение (б), при этом уменьшение l приводит к увеличению коэффициента усиления антенны и, соответственно, предельной дальности. Если жестко заданы коэффициенты усиления антенн, а их габариты неограничены, надо использовать формулу (а) и, согласно выражению

для поддержания постоянного коэффициента усиления антенн увеличение l должно приводить к увеличению площади антенн и, соответственно, предельной дальности радиолинии.

 

Энергетический потенциал радиолинии

 

Часто энергетику РЛ удобно характеризовать безотносительно к виду и объему принимаемой информации. Для этого введено понятие энергетического потенциала радиолинии Н, равного отношению минимально допустимой мощности принимаемого сигнала РПРМmin к спектральной плотности мощности шумов N0=kTS:

Т.к. мощность шума Рш=N0Dfш, то

.

Пример. Задан энергетический потенциал Н=107 Гц. Если задано rmin³102, то мы можем заключить, что ширина спектра принимаемого по данной радиолинии сигнала не должна превышать Dfш=Н/rmin=105 Гц. Если же необходим прием сигнала с шириной спектра Dfc=106 Гц, то мы заключаем, что в данной радиолинии будет rmin£H/Dfс@10, т.к. Dfш³Dfc.

Замечание. Корректное определение rmin требует использование статистических методов. То же относится к коэффициенту потерь в среде - h и к эффективной площади рассеивания цели.

Энергетика запросно-ответной линии

Как правило, запросная и ответная линии работают на разных несущих частотах (fз¹fо), что обеспечивает возможность на каждом их конце развязывать каналы ПРМ и ПРД.

Как для запросной, так и для ответной линии справедливо полученное выше уравнение для Rmax. Естественное требование к такого типа радиолиниям, это Rзmax@R0max.

Это условие вовсе не требует одинакового значения параметров запросчика и ответчика. Например, запросчик на борту, а ответчик на Земле. Следовательно, реализация различна.

 

Энергетика радиолинии при локации точечного объекта

Точечным принято называть удаленный объект, размеры которого малы по сравнению с разрешаемыми радиолокатором. Основная трудность оценки энергетики такой радиолинии связано с трудностью определения плотности мощности радиоволн, отраженных точечным объектом обратно к радиолокатору. Причиной этому является крайне сложная многолепестковая диаграмма обратного рассеяния объектов. Часто достаточно изменение их углового положения на малые доли градуса, чтобы мощность, отраженная или в направлении на РЛС, изменилась в десятки или сотни раз.

Для преодоления этой трудности была введена специальная характеристика – эффективная площадь рассеяния цели(ЭПР)Sэфц – это площадь такого изотропного рассеивающего отражателя, который в среднем отражает на РЛС такую же мощность, что и данная цель.

Эта характеристика определяется для каждого вида цели осреднением результатов многочисленных экспериментов.

ЭПР истребителя, например, составляет (1..5) м2, бомбардировщика – (5..20) м2, дальнего бомбардировщика – (10..50) м2, крылатой ракеты – (0.3..0.8) м2, головки баллистической ракеты (1..0.1) м2.

Если ПРД мощностью РПРД с коэффициентом усиления его антенны GПРД облучает цель с ЭПР Sэфц, удаленную от него на расстоянии R, то по аналогии с рассмотренными ранее соотношениями Рц радиоволн, отражаемых целью

.

Т.к. Sэфц характеризует изотропно рассеивающий отражатель, то Gц=1. Следовательно, мощность отраженного целью сигнала на входе ПРМ радиолокатора будет

.

Таким образом, в отличие от ранее рассмотренных радиолиний, энергетика радиолокационной линии убывает не со второй, а с четвертой степенью расстояния.

В связи с этим, именно радиолокационные задачи стимулировали первые революционные изменения в методах генерации и излучения сверхмощных СВЧ колебаний и методов приема слабых сигналов.

Максимальная дальность действия РЛС определяется следующим образом:

- это есть основное уравнение радиолокации.

 

Энергетика при локации протяженной цели

При локации протяженной цели основные зависимости существенно иные. Радиолокационные отражения от материковой и океанической поверхности столь сложны, что невозможно построение каких-либо математических моделей. Основным источником качественной информации являются результаты лабораторных и летных экспериментов.

Наиболее полную информацию о закономерностях отражения от поверхностей дают электромеханические модели. Однако, это очень сложно. Наиболее простая модель – это большое число случайно расположенных точечных отражателей. Отражатели взаимно независимы. Это определяется тем, что разности расстояний от фазового центра антенны РЛС до отдельных отражений много больше длины волны.

Т.к. для фазы отраженных сигналов взаимно независимы, то они суммируются по плотности, образуя среднюю мощность отражателя, пропорциональную числу отражателей или поверхности Sпл, облучаемой радиолокатором. Однако, эта мощность, кроме размеров облучаемого участка зависит от целого ряда параметров (l, D - ширины ДН, направления луча, поляризации волн и т.д.), а также от параметров земной поверхности (проводимости, диэлектрической проницаемости, шероховатости, и т.д.).

Поэтому для интегральной характеристики влияния основной части этих параметров введен коэффициент рассеяния s0, который характеризует эффективность ЭПР – единицы отражающей поверхности. Следует отметить, что s0 дает удовлетворительные результаты, если поверхность однородна, т.е. нет интенсивно отражающих объектов.

При узких ДН антенны считают s0=const, тогда sпл=s0Sпл.

 

Непрерывное излучение

Основные геометрические соотношения для этого режима представлены на рисунке:

 

Мощность сигнала на входе РЛС определяется формулой:

В отличие от точечной цели здесь при заданной ширине луча эффективная поверхность рассеяния sпл зависит от расстояния до поверхности. Используя зависимость sпл=s0Sпл, обозначим единым коэффициентом все неизменяемые параметры радиолокатора и поверхности

и определим Sпл=f(R).

В общем случае наклонного облучения поверхности с расстояния R под углом b0 с широкой ДН в плоскости полета - Db, а в нормальной к ней плоскости- Da, облучаемая площадь будет иметь форму эллипса с большой осью d и малой b.

Из рисунка ясно, что d=RDb/sinb0; b=RDa.

Площадь эллипса пропорциональна квадрату расстояния

,

где .

Отсюда .

В отличие от точечной цели мощность отраженного поверхностью непрерывного сигнала на входе РЛ ПРМ убывает второй степенью расстояния.

 

Импульсное излучение

При тех же (что и в предыдущем примере) параметрах радиолокатора и поверхности, ПРД излучает радиоволны короткими прямоугольными импульсами длительностью tи с периодом повторения Тп, а ПРМ для защиты от мешающих сигналов отпирается в момент прихода отраженного сигнала стробирующим импульсом, длительность которого tс равна или превышает tи.

Основные геометрические соотношения приведены на рисунке:

Излучение ПРД распространяется короткими импульсными пакетами, толщиной сtи » сtс , разделенные интервалами сТп (с – скорость распространения радиоволн).

Рассмотрим 3 случая:

1. - короткие импульсы с большой скважностью Тп/tи. Импульс, пересекая своим осевым сечением поверхность, облучает прямоугольную площадку шириной a¢, где а¢=сtс/cosb0¹j(R).

Облучаемая поверхность при этом пропорциональна первой степени расстояния

, где

Следовательно, ,

т.е. типовой импульсный режим излучения энергетически менее выгоден, чем непрерывный.

2. - короткие импульсы с малой скважностью. При этом две или несколько соседних импульсных пакетов будут одновременно облучать отражающую площадку и возникнет опасность неоднозначного определения дальности в результате приема соседнего импульса с ошибкой по дальности сТп.

3. - длинные импульсы. В этом случае импульсный пакет перекрывает всю площадь эллипса, и поэтому энергетика радиолинии будет такой же, как при непрерывном излучении, т.е.

Таким образом, лишь при длинных импульсах энергетика импульсного радиолокатора сравнивается с энергетикой непрерывного.

 

Дальность РЛ наблюдения при активном ответе

Будем считать, что на объекте, за которым ведется наблюдение, установлен ответчик. Он принимает сигналы РЛС и примерно на той же частоте излучает ответные сигналы. Однако при этом в ответчике для передачи и приема используется одна и та же антенна. Мощность сигнала РЛС на входе ПРМ:

 

где R – расстояние между РЛС и ответчиком

PS -мощность излучения РЛС (РПРД)

G – КНД антенны РЛС

S – эффективная площадь антенны ответвителя

Выражая эф через G это соотношение можно представить в виде

 

Аналогично определяется мощность принимаемого сигнала

 

где РSотв – мощность сигнала, излучаемая ответчиком.

Дальность действия РЛС с активным ответом определяется дальностью связи как по линии «РЛС - ответчик», так и по линии «ответчик - РЛС». Если чувствительность приемника ответчика РПРМотвmin, то дальность действия по линии «РЛС - ответчик»

Дальность действия по линии «ответчик - РЛС»

 

где РПРМmin – чувствительность приемника РЛС.

При R>R1max сигналы РЛС не смогут запустить передатчик ответчика, а в случае R>R2max ответный сигнал не будет выделен оконечным устройством на фоне флуктуирующих шумов.

При проектировании РЛС с активным ответом целесообразно добиваться равенства дальности по обеим линиям связи, т.е. R1max=R2max=Rmax. Это соотношение позволяет определить следующее: РSРПРМminSотвРПРМотвmin.

Это соотношение позволяет правильно выбрать мощность передатчика и чувствительность ПРМ.

В случаях, когда это условие не выполняется, дальность действия РЛС с активным ответом определяется наименьшей дальностью. На практике дальность по каналу связи «ответчик РЛС» бывает несколько большей, поскольку ПРМ РЛС, работающие в стационарных условиях имеют лучшие характеристики, чем ПРМ ответчиков, устанавливаемых на подвижных объектах.

 

Влияние отражения ЭМВ от поверхности Земли

на дальность радиолокационного наблюдения

 

При выводе предыдущих соотношений мы пренебрегали влиянием Земли. Излучение и прием ЭМВ антенной РЛС происходит в некотором телесном угле. Поэтому вследствие отражения волн от поверхности Земли, появляется дополнительный путь для распространения ЭМВ от РЛС до цели и обратно. Благодаря этому напряженность электромагнитного поля в точке приема будет определяться суммой векторной напряженности прямой волны и волны отраженной от поверхности Земли.

Напряженность электрического поля прямой волны и отличаются по амплитуде и фазе. Это отличие обусловлено:

- влиянием ДН антенны, которая имеет различные коэффициенты усиления в направлении на цель и точку отражения от земной поверхности;

- изменением амплитуды и фазы волны при отражении от земной поверхности;

- геометрической разностью хода прямой и отраженной волны:

Если поверхность Земли, на которую падает ЭМВ, гладкая (высота шероховатостей мала по сравнению с длиной волны), то происходит зеркальное отражение. При этом отраженный луч лежит в плоскости падающего луча и нормали к отражающей поверхности в точке падения, а угол падения равен углу отражения.

Высота неровностей, при которых поверхность можно считать гладкой, равна:

; где - угол скольжения,

т. е, чем больше длина волны и меньше угол скольжения, тем больше допустимые неровности земной поверхности.

- результирующая напряженность поля

; ;

- напряженность поля, создаваемая в точке цели ненаправленной антенной;

и - значения КНД в соответствующих направлениях;

- модуль и фаза коэффициента отражения;

- сдвиг по фазе между прямым и отраженным лучами;

С учетом приведенных соотношений можно записать для результирующего поля:

,

где - обобщенный коэффициент отражения (модуль).

 

показывает, во сколько раз амплитуда отраженной волны отличается от амплитуды падающей. При этом учитывает не только отражающие свойства поверхности, но и влияние ДН антенны.

Амплитудное значение напряженности электрического поля определим, умножив на комплексно сопряженное :

Отсюда напряженность результирующего поля:

, или ,

где

Переходя от эффективных значений напряженности к плотности потока мощности, получим:

,

где

- плотность потока мощности, излучаемой РЛС.

Выражение для интерференционного множителя в зависимости от угла может меняться в пределах от до .

Таким образом, вследствие отражения от Земли, результирующая характеристика излучения и приема даже ненаправленной антенны имеет лепестковый характер. Благодаря этому, дальность радиолокационного наблюдения в зависимости от угла места цели, будет меняться от до . В качестве иллюстрации рассмотрим следующий пример.

В вертикальной плоскости антенна ненаправленная, т.е. (см. рисунок). Поляризация излучаемых ЭМВ горизонтальная и, следовательно, при любых углах места модуль коэффициента отражения , аргумент . В этом случае , . Дальность действия РЛС (дальность радиолокационного наблюдения) в определенных направлениях возрастает в два раза по сравнению с . Наряду с этим имеется и отрицательный эффект, заключающийся в том, что мощность сигналов, поступающих в приемник, резко меняется с изменением положения цели и появляются направления, в которых наблюдение за целью прекращается.

Экстремальные значения углов места цели можно определить путем дифференцирования интерференционного множителя

, .

Угол наклона первого лепестка (малый угол места) : .

Приближаясь к РЛС на любой высоте полета, цель проходит зону, в которой она наблюдается под малыми углами места. Если угол места цели , т.е. направление на цель ниже первого лепестка, то определение сигналов будет затруднено. Для улучшения условий обнаружения необходимо увеличить высоту подъема антенны. Благодаря этому первый лепесток прижимается к Земле, и условия обнаружения улучшаются. Число лепестков результирующей ДН определяется из условия

(значение углов от 0 до ).

Если антенна РЛС обладает направленностью в вертикальной плоскости, поляризация ЭМВ горизонтальная. В этом случае <1 , , а обобщенный коэффициент отражения для всех случаев, когда угол наклона максимума ДН >0

, следовательно

и ,

ДН лепестковая, но провалы не до ноля, и нет удвоения.

Если цель летит на постоянной высоте, то по мере приближения она занимает последовательно положение, соответствующее максимумам и провалам. Мощность приемника будет меняться в зависимости от дальности. В некоторых интервалах дальности величина упадет ниже порогового значения, и нормальное наблюдение за целью будет нарушено. Количество зон зависит от числа лепестков, которое определяется соотношением и . Чем меньше и больше , тем больше лепестков. На более длинных волнах, особенно метровых, число лепестков мало, а провалы настолько велики, что может быть нарушено наблюдение за целью.

При вертикальной поляризации картина аналогичная, но лепестки ДН располагаются несколько выше, чем при горизонтальной. Это затрудняет обнаружение низколетящих целей.

Основной практический интерес представляет 1-й лепесток ДН, так как дальность действия удваивается. Следовательно, необходимо обеспечить его формирование. Для этого выравнивают площадку вокруг станции, чтобы обеспечить зеркальное отражение.

Дальность обнаружения низколетящих целей

 

Низколетящими принято называть цели, линия визирования которых лежит ниже максимума первого лепестка. В этой области вследствие интерференции прямой и отраженной волн происходит заметное ослабление напряженности результирующего поля, что приводит к резкому сокращению дальности радиолокационного наблюдения.

Положим, что антенна ненаправленная и находится в вертикальном положении. Для низколетящих целей и, следовательно, для случая, когда имеем

Считая, что , получим

, отсюда

, т.е.

Мощность принимаемого от низколетящих целей сигнала обратнопропорциональна восьмой степени расстояния.

Можно определить границу зоны, где цель можно считать низколетящей:

Чем выше антенна, чем короче длина волны РЛС, тем раньше будет обнаружена цель. И наоборот, если необходимо незаметно приблизиться к РЛС, нужно лететь на низкой высоте.

 

Влияние кривизны земной поверхности

.

До сих пор мы рассматривали радиолокационные наблюдения при условии распространении волн над плоской поверхностью. Такая постановка справедлива при сравнительно небольших дальностях. При больших дальностях необходимо учитывать влияние кривизны земной поверхности.

Дальность прямой видимости

 

Кривизна земной поверхности ограничивает дальность радиолокационного наблюдения дальностью прямой видимости , которая зависит от высоты антенны РЛС и высоты цели . Из рисунка следует, что дальность прямой видимости равна

,

где - радиус Земли.

Необходимо различать особенности распространения ЭМВ в пределах зоны прямой видимости и вне ее. В первом случае поле в зоне радиолокационного наблюдения имеет интерференционный характер, и могут быть использованы расчеты по полученным выше соотношениям, скорректированные с учетом кривизны.

В общем случае формулы, полученные ранее, несправедливы. Однако, если провести касательную в точке отражения и отсчитывать высоты не от поверхности земли, а от этой плоскости, то можно пользоваться полученными формулами. Для этого надо истинные высоты заменить их приведенными значениями Z и . Справедливость такой замены является случаем того, что углы скольжения луча относительно сферической поверхности одинаковы и равны . Следовательно

и

При отражении ЭМВ от сферической поверхности имеет место расхождение отраженных лучей. Параллельный пучок падающих лучей трансформируется в пучок расходящихся лучей (сферическое расхождение). Следствием этого является уменьшение интенсивности отраженной волны. Учесть это явление можно, уменьшив коэффициент отражения от сферической поверхности. Тогда

,

где - коэффициент сферической расходимости.

, где - горизонтальная дальность.

 

Влияние атмосферной рефракции

 

До сих пор мы предполагали, что распространение волн происходит в однородной атмосфере. На самом деле атмосфера представляет собой неоднородную среду, в которой изменение диэлектрической проницаемости вызывает изменение коэффициента преломления: . В результате происходит искривление траектории лучей – рефракция электромагнитных волн.

Существенное влияние на дальность действия РЛС оказывает тропосфера – нижний слой атмосферы Земли. В тропосфере является функцией метеопараметров: давления, температуры, влажности. Метеопараметры меняются с высотой. Различают 3 характерных случая в зависимости от градиента изменения показателей с высотой.

1. - рефракция отсутствует; распространение происходит прямолинейно.

2. - отрицательная рефракция, возникающая при увеличении показателей с высотой. Траектория луча обращена выпуклостью вниз. Луч постоянно удаляется от Земли.

3. - положительная рефракция. В отличие от отрицательной, ведет к увеличению дальности радиолокационного наблюдения.

Для количественной оценки необходимо в каждом конкретном случае знать закон изменения преломления. Это очень сложно из-за изменчивости состояния атмосферы. Общее решение задачи получить невозможно. Поэтому оценка производится при так называемых стандартных условиях: .

В атмосфере, по мере увеличения высоты, давление, температура, влажность уменьшаются. Величина также уменьшается, стремясь к 1 по мере разряжения воздуха. При этом условиях стандартной атмосферы, градиент показателя изменения отрицательный: .

Чаще всего атмосферные условия далеки от стандартных.

Если , то искривление траектории радиолуча увеличивается по сравнению со стандартной атмосферой.

При наступает критическая рефракция, при которой траектория лучей, имевших первоначально горизонтальное направление, превращается в окружности, центры которых совпадают с центром Земли.

В атмосфере могут сложиться условия, когда . В подобных случаях траектория радиолуча становится больше кривизны поверхности Земли, и возникает сверхрефракция. При этом возможно волноводное распространение волн, когда траектория луча целиком находится в пределах нижнего слоя тропосферы – волнового канала. Это приводит к резкому увеличению дальности распространения УКВ и вызывает значительное увеличение напряженности поля.

Если антенна РЛС и объект находятся внутри этого волновода, то наблюдение за объектом можно вести за пределом максимальной дальности. Известны случаи, когда станция, расположенная на высоте 80 м над уровнем моря. Обнаруживала корабль на расстоянии 1120 км, а береговую линию – 2500 км. В нормальных условиях дальность действия была 200 км.

Сверхрефракция явление нерегулярное, ее трудно предвидеть. К тому же, она является источником дополнительных помех, т.к. калибровка оконечных устройств производится без ее учета.

 

Влияние затухания в атмосфере

 

Затухание обусловлено двумя причинами:

- погашение энергии ЭМВ газами атмосфер, гидрометеорами, частицами пыли и дыма,

- рассеивание ЭМВ различными частицами.

Убывание плотности потока мощности происходит по экспоненте. Поэтому в формулу, выражающую зависимость плотности потока мощности на входе приемника от расстояния R, должен вводиться экспоненциальный множитель ослабления:

,

где - мощность в отсутствии затухания,

Г – коэффициент суммарного затухания.

Значение множителя ослабления зависит, кроме того, и от расстояния до цели. В общем случае, когда интенсивность затухания волны меняется вдоль траектории луча:

,

где R – расстояние от РЛС до цели,

- коэффициент затухания на элементарном участке траектории.

Для области однородной атмосферы: и мощность сигнала на входе приемника:

- коэффициент затухания для всей траектории радиолуча.

Если выразить в децибелах на километр, то получим

Значение коэффициента затухания зависит от длины волны, атм. давления, влажности, температуры, параметров частиц, вызывающих рассеивание ЭМВ. Теоретический учет всех факторов затруднен. Поэтому пользуются экспериментальными данными.

 

Уточнение уравнения дальности

 

Если затухания нет, то .

При наличии затухания .

Очевидно, что пороговому значению мощности отраженного сигнала в первом случае соответствует большая дальность , т.е. имеет место соотношение

.

График зависимости R от затухания может быть представлен в следующем виде:

*******************************

******* рисунок ****************

 

- коэффициент затухания.

С помощью этой кривой можно определить дальность радиолокационного наблюдения. Из рисунка следует: относительное уменьшение растет с увеличением дальности наблюдения и затухания.

Практика радиолокационных наблюдений показывает, что волны длиннее 10 см даже при неблагоприятных метеоусловиях испытывают малое затухание в тропосфере. Поэтому при расчетах для РЛС МВ и ДМВ диапазонов, можно не учитывать.

Волны см и мм диапазонов заметно затухают в атмосфере и не могут быть использованы в станциях дальнего обнаружения.

В случае РЛС сверхдальнего наблюдения необходимо учитывать затухание в атмосфере:

– затухание на 1 км

ЛИТЕРАТУРА :

 

  1. Дымова А.И, и др.Радиотехнические системы./М.Сов. радио., 1975.
  2. Винницкий А.С.Автономные радиосистемы./ Учебн. Пособие для вузов.-

М.: Радио и связь , 1986

3. Теоретические основы радиолокации./ Коростелев А.А., Клюев А.Ф., Мель-

ник Ю.А. и др.Под редакцией Дулевича В.Е. – М .; Сов. Радио , 1978





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 28; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.145.69.58
Генерация страницы за: 0.22 сек.