5.1.4. Анализ факторов, определяющих дальность действия РЛС

На дальность действия РЛС в основном влияют следующие факторы: развязка передающего и приемного трактов, длина волны радиосигнала и параметры обзора пространства.

Развязка передающего и приемного трактов. Под развязкой понимают степень уменьшения мощности сигнала передатчика, поступающего на вход приемника из-за связи выходных цепей и антенны передающего тракта с выходными цепями и антенной приемного тракта ОПРЛС. Просачивающийся на вход приемника сигнал передатчика имеет, как правило, паразитную модуляцию шумами генератора передатчика, вибрационными шумами (при установке аппаратуры на ЛА) и т.п., что приводит к увеличению шума в приемном тракте и снижению чувствительности приемника. Поэтому развязка должна быть такой, чтобы не наблюдалось существенного ухудшения пороговой мощности.

Рассмотрим отношение мощностей принимаемого и излучаемого сигналов в однопозиционной РЛС:

При обнаружении самолета с на расстоянии радиолокатором с параметрами см, отношение Очевидно, что для обнаружения такого слабого сигнала необходимо, чтобы где мощность просачивающегося в приемный тракт сигнала передатчика, т.е. требуется развязка не хуже или Получение такой развязки - сложная техническая задача.

На практике находят применение следующие виды развязки: пространственная - разнесение передатчика и приемника вместе с антеннами в пространстве, т.е. переход к БиРЛС;

частотная - работа приемника и передатчика на разных частотах; поляризационная - работа на излучение и прием с сигналами ортогональной поляризации;

компенсационная - вычитание просачивающегося зондирующего сигнала в приемном тракте с помощью специального компенсирующего сигнала от передатчика;

временная - работа на излучение и прием в различные интервалы времени (что возможно при импульсном сигнале).

Длина волны. Предположим, что при наблюдении цели используется зона отражения, для которой не меняются при изменении Тогда, объединяя все члены формулы (5.2), не зависящие от X, в один коэффициент, получаем Видно, что при неизменном где ширина ДНА на уровне 0,5 по мощности, выгодно увеличивать длину волны. Это объясняется тем, что при увеличении X для поддержания неизменным выгодно увеличивать размеры антенны и активную площадь антенны Значит приемная антенна с большей будет принимать больший сигнал и дальность обнаружения возрастет. Однако не всегда легко увеличивать . В бортовых устройствах обычно ограничены размерами объекта-носителя, поэтому фиксируются. Тогда и для увеличения выгодно уменьшать X, так как при с уменьшением X в соответствии с соотношением увеличивается антенн из-за сужения главного лепестка ДНА.

Поскольку затухание радиоволн в атмосфере зависит от длины волны, связь дальности обнаружения с длиной волны усложняется. Действительно, если не зависят от длины волны, а затухание определяется дождевыми осадками в соответствии с (5.8), выражение для дальности обнаружения принимает вид

т.е. для повышения дальности обнаружения выгодно увеличивать длину волны.

При фиксированных размерах антенн а следовательно, фиксированных соотношение для определения изменяется:

В зависимости от интенсивности осадков, влияющих на значение решение трансцендентного уравнения относительно будет давать разные результаты. Однако при фиксированном можно, варьируя X, найти наилучшее в смысле наибольшего решение.

Параметры обзора. Введем основные параметры обзора в формулу дальности обнаружения цели в свободном пространстве (5.1). Для этого воспользуемся выражением для пороговой мощности, которое при импульсном сигнале имеет вид

где пороговое отношение мощности импульсного сигнала к мощности помехи для пачки импульсов длительностью зависящее от вида сигнала и помехи, а также от заданных вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги односторонняя спектральная плотность помехи; число импульсов в облучающей цель пачке, равное отношению времени облучения цели к периоду повторения импульсов длительность импульса; - коэффициент потерь при обработке, равный отношению мощностей на выходе устройства без потерь и реального устройства.

Тогда дальность обнаружения цели

где коэффициент, зависящий от параметров радиолокатора и цели; энергия пачки зондирующих импульсов, облучающих цель.

Иначе говоря, дальность обнаружения определяется энергией сигнала, облучающего цель, и потерями при обработке принятого сигнала. Учтем, что тогда

поэтому можно говорить о том, что дальность обнаружения зависит от средней излучаемой мощности и длительности облучения цели

Такая зависимость сохраняется и для непрерывного сигнала, только вместо нужно подставить мощность передатчика этого сигнала Найдем связь дальности обнаружения с временем обзора и угловым размером пространства обзора Фобз. Учтем, что где телесный угол главного лепестка ДНА, а

Соответствующие соотношения для однопозиционной и бистатической РЛС приведены в табл. 5.1, из которой следует, что при заданных параметрах РЛС дальность обнаружения тем больше, чем медленнее производится обзор пространства и чем меньше зона обзора.

Таблица 5.1 (см. скан)