Главная - Литература

0 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

Удобно величину располагаемой мощности Рп, отдаваемой антенной в согласованную нагрузку, выразить в виде соотношения

Рп = кТлЦвкв, (1.1.27)

где Та - некоторая эквивалентная шумовая температура, Характеризующая интенсивность помех. Такое представление не является строгим, поскольку атмосферные помехи значительно узкополоснее, других составляющих шумов антенны. Однако обычно в пределах сравнительно узкой эквивалентной полосы приемника спектр помех можно считать равномерным и, следовательно, коэффициент /а можно определить как отношение шумовых температур:

/а = 7УГ0. (1.1.28)

В упомянутом. отчете МККР приведены таблицы для /а, в децибелах: fr\= 10 lg/a (дБ). Для вычисления средне-квадратического значения напряженности поля £атм атмосферных радиопомех для полосы приемника 1 кГц пользуются соотношением [59]

£а = - 65,5 + 20 lg/. (1.1.29)

Здесь Еа дано в децибелах относительно 1 мкВ/м для полосы 1 кГц, f - частота, МГц.

Величину напряженности поля помех для любой полосы Д/экв 1Гц], отличной от 1 кГц, получают добавлением к £. величины 10 lgA/экв - 30. Для медианного значения величины Fa = Fam поля помех (в децибелах относительно kT0AfaKB) составлены карты земного шара, на которые нанесены усредненные линии одинаковых уровней Fam для длины волны к = 300 м (/ = 1 МГц). Весь год при этом разбит на четыре сезона (зима, весна, лето, осень), а сутки - на 6 отрезков по 4 ч в каждом. Для пересчета значений Fam на другие частоты каждой карте ставится в соответствие график зависимости усредненных значений Fam от частоты, приведенный на рис. 1.7 (числа, которыми помечены кривые, соответствуют значениями Fam на частоте / = 1 МГц). Мощность помех резко убывает с частотой, и лишь в области частот 4-20 МГц имеет место некоторый подъем кривых. На частотах, превышающих 20-30 МГц, атмосферные помехи можно не учитывать.

На рис. 1.7 штрих-пунктирной кривой помечен ожидаемый уровень индустриальных помех в «спокойных» районах 20


вдали от больших городов и крупных населенных пунктов, линий передач и сосредоточенных источников индустриального шума. Здесь же пунктиром нанесена кривая космического фонового шума.

Другая характеристика-АРД - это величина, показывающая процент времени t (Е), в течение которого не превышается заданный уровень помех. Установлено, что t (Е) подчиняется закону распределения, который можно аппроксимировать двумя следующими законами [67]:

t(E)= Ф [о,9 £~£т ] +

(1.1.30)

г(£)=фГо,9 - L Du

+ 1, E>Em. (1.1.31)

Здесь Du = - Em; Ог = Em - E0il; Еов, Еол - значения E, не превышаемые в течение 90% и 10% времени каждого 6-часового интервала; Ет - медианное значение шумов;

Ф(2)= -гёе-*2 ix.



Величина Ет связана с медианным значением Fam соотношением (1.1.29).

Основным параметром для Dt и Du является частота /. В [59] для каждого семейства F&m приведено соответствующее ему семейство Du и D, для всех районов земного шара. Там же содержатся и другие графики, характеризующие различные параметры атмосферных помех.

Более детальные исследования законов распределения амплитуд помех для частот 20-30 МГц и сверхнизких частот проводятся в [72, 138, 139].

4. Индустриальные помехи

Индустриальные помехи вызываются работающими электрическими аппаратами, системой зажигания двигателей внутреннего сгорания различного назначения, а также электрическими линиями передач. Спектр индустриальных помех и их интенсивность зависят не только от характера источников, но и от степени и эффективности мер, принятых для их локализации (экранировка местных источников). Наибольший уровень этих помех характерен для больших городов, индустриальных центров, а также для движущихся объектов (автомобилей, самолетов и т. п.). Уровень и спектр индустриальных помех с трудом поддается прогнозированию и расчету (за исключением помех от линий электропередач). Для каждого случая эти данные контролируются экспериментально с помощью специальных измерительных приемников. Некоторые данные об уровне индустриальных помех в пунктах, удаленных от их источников, содержатся в Отчете № 322 МККР. Имеются нормы, ограничивающие уровни индустриальных радиопомех, источники которых расположены в городах и поселках.

1.2. ПАССИВНЫЕ РАДИОПОМЕХИ

1. Мешающие отражения от земной поверхности

Общая характеристика мешающих отражений. Радиосигналы, излучаемые как" по основному, так и по боковым лепесткам диаграммы направленности передающей антенны, отражаются земной поверхностью и, поступая на вход приемника, мешают его работе. Отражения от поверхности 22

Земли сказываются на работе наземных РЛС тем сильнее, чем выше поднята антенна РЛС над земной поверхностью. Самолетные РЛС в большей степени подвержены действию мешающих отражений от земной поверхности, чем наземные. Это связано с движением самолета и характером отражения от Земли при различных углах визирования.

Интенсивность мешающих отражений зависит от многих факторов: прежде всего от длины волны, поляризации сигнала, структуры, физических и химических свойств отражающей площадки, угла визирования и т. п. Отражение волн от земной поверхности может быть зеркальным и диффузным. Чисто зеркальное отражение имеет место только для идеально гладких (зеркальных) поверхностей, которыми, например, иногда можно считать бетонные дорожки аэродромов и асфальтированные шоссе. Реальные земные поверхности (трава, лес, пашня) создают как зеркальные, так и диффузные отражения. Часто зеркальную составляющую называют когерентной, а диффузную-некогерентной.

Диаграмма направленности зеркальной составляющей излучения имеет ту же форму, что и при отражении волн от идеально гладкой поверхности [167]. Диаграмма направленности диффузной составляющей излучения имеет форму, близкую к сфере, касательной к поверхности земли. Доля рассеянного диффузного излучения зависит в основном от степени неровности (шероховатости).

Вид отражения (диффузный или зеркальный) по-разному сказывается на работе РЛС. Так, зеркальное отражение вызывает изрезанность диаграммы направленности, появление ложных целей - «двойников» и часто приводит к систематическим ошибкам измерения координат. Зеркальные отражения иногда эквивалентны действию имитирующих помех. Интенсивность зеркальных мешающих отражений оценивают с помощью коэффициента отражения котр, определяемого как отношение отраженной мощности Ротр к падающей Рпад-

Коэффициент отражения тсотр, определяющий долю мощности отраженной волны, сильно зависит не только от вида поверхности и угла 9пр между нормалью к облучаемой площадке и направлением на РЛС, но и от поляризации сигнала.

На рис. 1.8 приведены зависимости коэффициента отражения котр от Эпр для радиоволн с горизонтальной и вер-



тикальной (нормальной) поляризациями [148, 74]. Эти зависимости получены для длины волны 10 см (сплошная линия) и 1 см (пунктир) для гладкой земной поверхности. При некоторых углах 8вр, называемых углами Брюстера, наблюдается явление полного преломления, и отраженная волна отсутствует либо энергия ее очень мала. Физически это объясняется тем, что при падении электромагнитной волны из оптически менее плотной среды в среду, более плотную, волна после преломления на границе раздела двух сред полностью переходит в более плотную среду (землю) и там поглощается. Это интересное явление может быть использовано в радиолокации для устранения мешающих зеркальных отражений путем соответствующего выбора позиции РЛС.

Чаще всего в радиолокации встречаются с диффузным отражением, которое порождает случайный помеховый сигнал, оказывающий маскирующее действие. Энергетически мешающее влияние маскирующего диффузного отражения оценивается значением удельной эффективной площади рассеяния (ЭПР) SYK отражающего участка земной поверхности. Удельная ЭПР Syn представляет собой эффективную площадь рассеяния, приходящуюся на единицу площади поверхности отражения. Значения удельной ЭПР определяют в основном экспериментально. Наиболее полный материал по измерениям Syn собран в работе [65]. В таблице приведены характеристики удельной ЭПР для некоторых типов поверхности при вертикальных углах визирования [21].

Отраженный от земной поверхности сигнал может быть представлен в виде аддитивной смеси когерентной (зеркальной) составляющей = Ат cos a>ct и узкополосного нормального шума £д = A(t) cos [eoci + <р(*)1> порожденного диффузной составляющей, т. е,

Ч ! г~ I Л £(0 = „ + g„ = v (t) cos [<oct +

+ Ч> (01,

где V (/) - огибающая, ty(t) - случайная фаза.

В общем случае одномерный закон распределения амплитуды подчинен закону Раиса[65]

Гор.

*r / 1 j \ / 1

Верт.

ч

SO 50 В,

Рис. 1.8, 24

ад \- 2ад/

Интервалы изменения Sm


где од - дисперсия шумовой составляющей; /0 - функция Бесселя нулевого порядка от мнимого аргумента.

Если поверхность обладает крупной шероховатостью и когерентная составляющая мала (Атж 0), то распределение огибающей близко к закону Релея

(V) = -exp

иД V „~ .

При мелкой шероховатости, когда когерентная составляющая преобладает (Ат » о6д), закон распределения переходит в нормальный:

(У-Ат

9гг2

20-1Д

w(V) = --- ехр

/ 2л0?д

Закон распределения фазы \з отраженного сигнала также зависит от соотношения интенсивности Ат/а1л когерентной и некогерентной составляющих. В общем виде плотность вероятности для фазы ф выражается формулой 11721



0 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



0.0008