§ 9.3. ВЛИЯНИЕ ОТРАЖЕНИЯ РАДИОВОЛН ОТ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РЛС

Сигналы, отраженные земной поверхностью и другими отражателями, попадающими в пределы ДНА РЛС и называемыми местными предметами (местниками), интерферируют с прямыми сигналами (прошедшими по прямой), существенно влияя на дальность действия и другие параметры РЛС.

Рассмотрим влияние на дальность действия РЛС отражения радиоволн от земной поверхности для случая, когда ее можно считать зеркально отражающей плоскостью, что реально соответствует прохождению радиоволн над спокойной поверхностью моря при расстоянии до цели, намного меньшем дальности горизонта.

Напряженность поля в месте расположения цели равна сумме напряженностей прямой и отраженной волн:

где — модуль коэффициента отражения поверхности; — разность фаз прямой и отраженной радиоволн у цели; — изменение фазы при отражении; — набег фазы за счет разности расстояний до цели (рис. 9.2). Введем интерференционный множитель

Рис.9.2

Для наземных или корабельных РЛС обнаружения обычно угол места цели мал, так же как и углы , что позволяет независимо от поляризации радиоволн считать и . В этом случае . Так как , то

где , - высоты расположения антенны PЛC и цели. Таким образом, множитель изменяется по синусоидальному закону, достигая максимального значения в направлениях, где аргумент синуса равен нечетному числу , и падает до нуля в направлениях, где аргумент равен целому числу . Следовательно, зависимость от имеет лепестковый характер, причем .

С учетом интерференционного множителя результирующий коэффициент усиления антенны . При использовании одной антенны для излучения и приема сигнала обобщенное уравнение дальности (9.7) с учетом отражения от земной поверхности примет вид

При обнаружении низкорасположенных объектов (низколетящих целей) , угол мал и . При этом цель находится в нижней части первого лепестка результирующей ДНА и максимальная дальность обнаружения

Таким образом, дальность обнаружения кораблей и низколетящих ЛA связана с энергией зондирующего импульса уже корнем восьмой степени и для увеличения дальности действия РЛС в два раза энергию импульса требуется увеличить в 256 раз.

Условием, при котором цель считается низколетящей, является неравенство , позволяющее принять равным его аргументу. Из этого условия можно определить граничное расстояние , при превышении которого для расчета можно использовать формулу (9.11).

Для увеличения необходимо увеличивать отношение .

Отсюда следует также, что для приближения к РЛС на возможно малое расстояние, оставаясь необнаруженным, ЛА должен лететь на минималыю возможной высоте . Именно это условие и выполняется при полете крылатых ракет.

При отражении радиоволн от неровной или слабо проводящей поверхности введенные ранее предположения относительно и уже не справедливы и вычисление необходимо производить по формуле (9.8). Так как в этих случаях , то пределы изменения будут меньше, чем для идеально отражающей поверхности, хотя лепестковый характер диаграммы изменения сигнала в зависимости от угла места цели сохранится.

До сих пор рассматривалось радиолокационное наблюдение на дальностях, при которых земная поверхность могла считаться плоской. Кривизна земной поверхности ограничивает дальность радиолокационного обнаружения. В оптическом диапазоне волн дальность наблюдения ограничена дальностью прямой видимости (дальностью горизонта)

При радиусе Земли

где .

Если дальность радиолокационного наблюдения не превышает , то расчет выполняют по полученным интерференционным формулам с учетом поправки на кривизну Земли. При выполнении условия . На учет сферичности Земли сводится к замене истинной высоты расположения цели (рис. 9.3) приведенной высотой

При этом вид зоны обнаружения в вертикальной плоскости (диаграммы видимости) остается таким же, как и для «плоской» Земли, а ее поверхность имеет вид кривой (рис. 9.3), уравнение которой . Линии равных высот const будут параллельны этой линии. Из диаграммы рис. 9.3 видно, что кривизна земной поверхности уменьшает дальность радиолокационного наблюдения низко расположенных объектов.

Рис. 9.3

Для сохранения дальности необходимо увеличивать высоту расположения антенны РЛС или энергетический потенциал станции, повышая энергию зондирующего импульса, направленность антенны и чувствительность приемника.

В реальных условиях работы РЛС приходится учитывать также влияние рельефа местности и наличие сильно отражающих объектов вокруг РЛС на зоны ее обнаружения. Создаваемые ими дополнительные отражения искажают диаграмму видимости РЛС, снижая дальность обнаружения и точность местоопределения цели. Поэтому стремятся по возможности располагать РЛС на ровной площадке, свободной от сильных отражателей в секторе обзора РЛС.

Кроме отражений от поверхности Земли и местных предметов на работу РЛС и РНС влияют и иные факторы, связанные с условиями распространения радиоволн.