Основное уравнение радиолокации
Если антенна РЛС – изотропный (ненаправленный) излучатель, то вся излучаемая мощность равномерно распределяется по объему расширяющейся сферы. Тогда плотность потока мощности на поверхности сферы, достигшей объекта, определится:
 ,
| (25) |
где Pи–излученная мощность;
D–расстояние до объекта (радиус сферы).
Так как антенна РЛС имеет направленные свойства, то плотность потока мощности в направлении объекта будет равна:
 ,
| (26) |
где Ga–коэффициент направленного действия антенны РЛС.
Под действием облучающего поля объект переизлучает в окружающее пространство мощность:
 ,
| (27) |
где Sэ–эффективная поверхность отражения объекта.
Переизлучаемая объектом мощность рассеивается в окружающем пространстве и часть её, возвращаясь к РЛС, создает у её антенны плотность потока мощности:
| (28) |
Этот поток захватывается всей поверхностью антенны и подается на вход приёмника мощностью:
 ,
| (29) |
где Sa–поверхность антенны.
Направленные свойства антенны как пластины определятся:
| (30) |
Следовательно, при условии использования для передачи и приёма одной и той же антенны, зависимость (29) можно преобразовать к виду:
| (31) |
Зависимость (31) называется основным уравнением радиолокации. Она показывает количественную связь мощности принятого сигнала на входе приёмника с техническими характеристиками РЛС, эффективной поверхностью отражения объекта и расстоянием до него.
|
|
|
Если мощность на входе приёмника ограничить его чувствительностью Pп min, то из нее можно определить предельную дальность действия РЛС:
| (32) |
Как видно из зависимости (32), дальность действия РЛС в свободном пространстве зависит от импульсной мощности передатчика, чувствительности приёмника, направленных свойств антенны и облучаемого объекта, а также от параметров облучающего поля.
Эксплуатационно-технические характеристики РЛС
Длина используемых радиоволн. Выбирается исходя из необходимости решения следующих задач:
обнаружение больших или малых целей;
получение узкой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости;
обеспечение заданной дальности действия;
улучшение помехозащищенности.
Используется диапазон 3–10 см.
Частота повторения импульсов. Определяется используемой шкалой дальности и колеблется в пределах 400–3200 имп/сек.
Длительность импульсов. Влияет на дальность обнаружения целей, на величину мёртвой зоны. Судовые РЛС имеют в своём наборе не менее трёх значений этого параметра (от нескольких сотых долей мкс до одной мкс).
|
|
|
Мощность передатчика. Непосредственно связана с дальностью обнаружения целей. Колеблется в пределах 6–10 кВт для РЛС малых судов и 30–50 кВт для РЛС больших судов.
Чувствительность приёмника. Это способность обнаруживать слабые сигналы с заданной вероятностью. Находится в пределах 10–12 Вт.
Величина диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости. Влияет на разрешающую способность РЛС по направлению и на ошибку измерения направления. Колеблется в пределах 1о–2о.
Величина диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Влияет на протяжённость мёртвой зоны РЛС. Колеблется в пределах 25о–30о.
Скорость вращения антенны. Определяет частоту обновления информации. Составляет 25–30 об/мин.
Набор шкал дальности. Современные судовые РЛС имеют в своём составе не менее десятка шкал дальности в диапазонах от нескольких десятых долей мили до нескольких десятков миль.
Набор вспомогательных меток. Судовые РЛС должны иметь в своём составе, по крайней мере, набор неподвижных колец дальности на каждой шкале, одно подвижное кольцо дальности (ПКД) и электронный визир направления (ЭВН). Современные РЛС, как правило, располагают несколькими ПКД и ЭВН (может быть предусмотрено их смещение относительно центра развёртки) и дополнительно предоставляют возможности индексных линий, электронных карт и маркеров, следов послесвечения целей, зон ограждения, секторов бланкирования, отображения маршрута движения и пр.
|
|
|
Режимы отображения окружающего пространства. Большинство современных судовых РЛС предоставляют возможность выбора любого из трёх режимов ориентации изображения: по меридиану (северу); по курсу; по направлению, а также использования режимов относительного или истинного движения.
Диаметр поля развёртки (диаметр ЭЛТ). Влияет на точность измерения навигационных характеристик целей. Колеблется в пределах 180-350 мм.
Надёжность работы. Это свойство РЛС сохранять свои эксплуатационно-технические параметры в течение определенного времени. Оценивается количеством часов наработки на отказ.
Ошибки и ограничения РЛС
Максимальная дальность обнаружения. Зависит от мощности передатчика, чувствительности приёмника, направленных свойств антенны, характеристик цели, состояния окружающей среды и пр. Находится в пределах нескольких десятков миль.
Минимальная дальность обнаружения. Зависит от длительности импульсов излучения (используемой шкалы), высоты установки антенны, ширины диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Составляет 25–50 м.
|
|
|
Разрешающая способность по дальности. Это минимальное расстояние между двумя раздельно наблюдающимися целями, расположенными в одном направлении. Составляет 15–25 м.
Разрешающая способность по направлению. Это минимальное значение угла между направлениями на два равноудаленных и раздельно наблюдаемых объекта. Составляет 0.8°–1.5°.
Точность измерения расстояния. Определяется длительностью импульсов излучения (шкалой дальности) и уровнем шумов приёмника. Составляет примерно 1% от используемой шкалы дальности.
Точность измерения направления. Зависит от ширины диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и уровня шумов приёмника. Колеблется в пределах 0.8°–1.0°.
Подверженность воздействию помех от волнения. Помехи от волнения проявляются в виде интенсивной засветки центра поля развёртки, постепенно сходящей «на нет» к периферии поля.
Подверженность воздействию помех от атмосферных осадков. Помехи от атмосферных осадков (дождь, снегопад, туман, мгла, низколетящие грозовые облака) проявляются в виде относительно равномерной засветки всего поля развёртки, либо его части.
Помехи от волнения и атмосферных осадков «маскируют» цели (особенно малые) и могут привести к их потере.
Наличие мёртвой зоны и теневых секторов. Мёртвая зона – необозреваемая РЛС область пространства вблизи собственного судна. Она определяется высотой установки антенны, величиной диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости, длительностью используемых импульсов и размерами судна.
Теневой сектор – необозреваемая РЛС область пространства, которая обусловлена наличием препятствий естественного или искусственного происхождения.
Возможность появления ложных эхосигналов.
– ложные сигналы от близких объектов с большой ЭПО (на одном пеленге расположен ряд засветок, интенсивность которых уменьшается к периферии экрана, первый – истинный, остальные – ложные, причина – многократные отражения от собственного судна);
– ложные сигналы из-за влияния боковых лепестков диаграммы направленности антенны (по дуге окружности расположен ряд засветок, интенсивность которых симметрично уменьшается по обе стороны от основной – центральной засветки);
– ложные сигналы в виде спирали от близко работающих РЛС;
– ложные (наведённые) сигналы от конструкций собственного судна;
– ложные сигналы, вследствие переотражения от собственного судна и от близко расположенных протяжённых объектов (от мостов, ЛЭП, ведут себя подобно собственному судну);
– ложные сигналы от электризованных вихревых потоков (ведут себя как сверхманевренные и сверхскоростные цели).
Периодичность обзора окружающего пространства. Частота обновления информации определяется скоростью вращения антенны РЛС.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!