Главная >  Радиолокация - обнаружение и распознавание 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Глава 5. Дальность действия и точность РЛС

5.1. Дальность действия РЛС

Одна из основных задач при проектировании РЛС - расчет максимальной дальности обнаружения, когда от цели с ЭПР Sq принимается

сигнал мощностью Р20, при которой цель обнаруживается с заданными вероятностями правильного обнаружения D и ложной тревоги F, а элементы W, характеризующие положение и движение объекта, измеряются с заданными точностью и вероятностью.

5.1.1. Дальность действия РЛС в свободном пространстве

На входе приемника активного радиолокатора действует отраженный сигнал, мощность которого (см. рис. 2.7)

(5.1)

где Pi - мощность передатчика; Gi - коэффициент усиления передающей антенны; ri и ri2- КПД антенно-фидерного тракта передатчика и приемника; Si - активная площадь приемной антенны; - ЭПР цели; R - расстояние от радиолокатора до цели.

С помощью выражения (5.1) можно найти дальность действия радиолокатора в свободном пространстве как при обнаружении цели, так и при измерении ее координат и скорости. При обнаружении цели (Sq)

в (5.1) следует Р20 заменить на (Р2тш)обн=Рпор где Рпор - пороговая мощность, т.е. минимальная мощность сигнала на входе приемника, при которой принятый отраженный сигнал обнаруживается с заданными D и F. В режиме измерения следует вместо Р20 использовать значение (Р2тп)ты, при котором погрещность измерения не превышает заданного значения с определенной доверительной вероятностью. Как правило, (Ръхйхдты > /пор, и в режиме измерения дальность действия радиолокатора оказывается меньше, чем в режиме обнаружения цели. С учетом ска-



занного дальность действия радиолокатора при обнаружении цели (максимальная дальность обнаружения или измерения) определяется как

тахО - 4

тахО =

(5.2)

(5.3)

где учтено, что G, = 47г(8/Л), а индекс О означает, что обнаружение происходит в свободном пространстве.

В частном случае, когда радиолокатор работает в импульсном режиме и одна и та же антенна используется как при излучении, так и при приеме сигналов, выражения (5.2) и (5.3) принимают вид

max О

(4я).

тахО

PiSWSo

4тй}Р.

в активном радиолокаторе с активным ответом дальности действия ответчика (Лщахот) и запросчика (/?тахз) рассчитывают по формулам

п - тах от

P\fi{fi lJh-/l2<sX

(4я)/ ор

R ~ max 3

1№Гя1отя2з71от2з

(4)Ср.з

(5.4) (5.5)

При R>RmaK от сигнал не может быть принят ответчиком, а при Р>Рта\ 3 - запросчиком. Поэтому целссообразен вариант активной системы с активным ответом, у которой /г, ах, = Rmax от, для чего необходимо обеспечить равенство

unop.JauVls IG2-/l2-i\- 1от1ор.от[а1от71от /а2от72от]

а при работе в импульсном режиме (одна приемопередающая антенна на ответчике и одна на запросчике)

п п р п

1з пор.з 1от пор.от

Если радиолокатор, установленный на ЛА, имеет индикатор кругового или секторного обзора с яркостной отметкой, в котором яркость



изображений на экране пропорциональна мощности Рг, то для правильного воспроизведения характера местности на экране индикатора ставится условие: изображение местности одного и того же вида (.y =const) вне зависимости от /? и Р при полете на постоянной высоте И должно иметь одинаковую яркость на экране индикатора, т.е. при Я=соп51 необходимо обеспечить Pr=consX. Поскольку = G, = G(a,p)Go/(p) и /=Я(sinP)~ (рис. 5.1), на основании (5.2)

P.GoWyv(cW2)sin-p . (4л-)/уcos р

Нормируя ДНА (в максимуме Go=l), получаем


/(р) = cosecpcosp а cosecp.

Таким образом, для наилучшей наблюдаемости земной поверхности навигационный радиолокатор должен иметь ДНА косекансной формы (рис. 5.1,Of).

В системе УВД при обнаружении ЛА в верхней полусфере с одинаковыми и Н

для улучшения наблюдаемости целей следует обеспечить одинаковую яркость отметок на экране индикатора, не зависящую от и р. В этом случае Рис, 5.1. Диаграмма иаправлеиности косеканс-ДН А должна иметь форму ной формы: а - РЛС на ЛА; б - РЛС на поверх-/0 = cosecp (рис. 5.1,6). носги Земли

Дальность обнаружения в пассивных РЛС. Когда принимается сигнал, излучаемый целью, дальность обнаружения зависит от чувствительности приемников пассивной РЛС (ПРЛС) и мощности сигнала, излучаемого целью.

В том случае, когда на объекте (цели) имеется передатчик, соотношения для определения Rmaxo совпадают с выражением (5.4), полученным для ответчика. При отсутствии на объекте аппаратуры, излучающей сигнал, можно решить задачу обнаружения этого объекта по его радиотепловому излучению. Известно, что при отличии термодинамической температуры объекта от абсолютного нуля он является источником излучения. Диапазон частот такого излучения простирается от нуля до бесконечности, а его интенсивность неравномерна в этом диапазоне и связана с температурой, формой, материалом и степенью ше-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106