ГЛАВА 9. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОСИСТЕМ

§ 9.1. ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОЛИНИЙ

Дальность действия является одной из важнейших характеристик большинства радиосистем. Под дальностью действия понимают максимальное расстояние , на котором принимаемый сигнал достигает минимально допустимого (порогового) уровня , еще достаточного для выполнения системой основных функций с качественными показателями не хуже заданных.

Рассмотрим максимальную дальность действия радиолиний, применяемых в радиосистемах различного назначения: радиолинии связи, радиолинии с активным ответом и радиолинии с пассивным ответом.

Дальность действия радиолинии связи. Радиолиния связи состоит из передатчика и приемника радиосигнала. Предположим, что в радиолинии используются радиоволны длиной мощность излучаемых передающей антенной колебаний , ее коэффициент усиления , коэффициент усиления приемной антенны , а чувствительность приемника (мощность порогового сигнала) .

Плотность потока мощности создаваемого излучаемым сигналом в месте расположения приемной антенны на расстоянии D от передающей мощность сигнала в приемной антенне

где - эффективная площадь приемной антенны. При увеличении дальности D мощность принимаемого сигнала падает и достигает порогового уровня , ограничивающего максимальное значение дальности радиолинии

Мощность должна быть достаточной для извлечения информации с заданной достоверностью при наличии помех, включая и собственный шум приемника, приведенный к его входу.

Рис. 9.1

Радиолиния с активным ответом. Радиолиния с активным ответом (рис. 9.1) состоит из двух радиолиний связи: линии запроса и линии ответа. Для каждой из них можно найти максимальную дальность действия по формуле (9.1), присвоив параметрам, относящимся к линиям запроса и ответа, соответствующие индексы:

Результирующая дальность действия системы определяется радиолинией с меньшей дальностью действия. Стремятся сделать каналы запроса и ответа равнонадежными, а систему — сбалансированной, т. е. обеспечить .

Если в запросчике и ответчике для передачи и приема используют одну антенну, а частоты запросного и ответного сигналов близки, т. е. , то и и, следовательно, . Отсюда найдем условие баланса системы:

Радиолиния с пассивным ответом. В этом случае ответный сигнал создается при рассеянии радиоволн облучаемым объектом с ЭПР , а запросчиком является передатчик РЛС или радиовысотомера. Предположим, что излучает зондирующий сигнал мощностью , коэффициент усиления ее передающей антенны , приемной , эффективная площадь , чувствительность приемника При расстоянии от РЛС до цели плотность потока мощности у цели , а мощность, перехватываемая целью,

По определению ЭПР, вся эта мощность рассеивается целью изотропно; следовательно, плотность потока мощности у антенны РЛС на расстоянии D от цели

а мощность сигнала в антенне РЛС

При увеличении дальности D мощность сигнала падает, достигая порогового уровня при

Это выражение называют основным уравнением радиолокации или уравнением дальности PЛC в свободном пространстве. Оно отражает связь дальности действия РЛС с ее основными параметрами и ЭПР цели .

Параметры и имеют статистический характер и зависят от многих факторов. В основном уравнении не учитываются потери при распространении сигнала, потери в антенно-фидерном и других устройствах РЛС при формировании, приеме и обработке сигнала. Влияние этих факторов на дальность действия радиолокационных и радионавигационных систем рассматривается в последующих параграфах этой главы.