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

ное влияние мешающее отражение будет оказывать, если допплеровское смещение спектров Ёя близко к частоте сканирования антенны РЛС.

При оценке ошибок сопровождения низколетящей цели будем считать, что РЛС работает в пассивном режиме пеленгации с непрерывным зондирующим сигналом. В таких условиях на входе антенны РЛС будут действовать сигналы

«! = и± cos ю, и2 = U2 cos a>2t>

где с/, - амплитуда полезного сигнала; U2 - амплитуда мешающего сигнала, порожденного отражениями от земли;

©! = С00 [1 + (Vc61/C)], CD2 = СО0 [1 + (Vc6t/C)],

со0 -несущая частота; vc61 и vc62 - радиальные скорости сближения цели ц и ее антипода ц с РЛС. Суммарный сигнал при иг = £72 равен

I п/7 ш1-ш2 Oil -f- 0>2 .

u = u, + u~ = 2U cos --- t cos ----1.

12 2 2

При использовании в пеленгаторе квадратичного детектора на его выходе образуется напряжение

ия = к£ 1 + cos 2оэх t -f cos 2со2 / -f-

. -f- cos (щ + coj) t -f cos (©! - co2) t J , (1.2.8)

где к - постоянный коэффициент.

Исследуя (1.2.8), замечаем, что в составе продетектиро-ванного напряжения присутствует составляющая частоты биений £2б = coj - ю2. Если радиальные скорости усб1 и vc62 таковы, что частота биений Q6 станет близка к частоте сканирования QCK, т. е.

fie = щ - со2 = -2- (осб1 - усб2) fa QCK, (1.2.9)

то на частоте сканирования образуется помеха, которая вызовет в контуре слежения возмущение.

Для определения ошибки 6 сопровождения цели Ц найдем обобщенную пеленгационную характеристику для случая пеленгации парных движущихся источников (рис. 1,10).

В результате действия сигналов щ и и2 на выходе приемной сканирующей антенны РЛС с диаграммой направленности F(fi) получим

u = U1L1(Q)[l +ml(Q)cosQCKt]cosa1t +

+ игЬг(в, Д9)-[1 +т2ф, Д6)cosflCH/]cosщ(, (1.2.10)

М9)= \\F (в0-в) + 5(80 + е)], (I.2.I1)

1,(6, A9)=lF(eo-e + A8) + F(9o + 0-A9)], (1.2.12)

м /r(e0-e)-fF(90+6)

f(ea-e+Ae)-f(9a+e-Ae)

2V f (ee e+A8)+F (8о + е-Д0) V

0O - смещение максимума диаграммы направленности относительно равносигнального направления; Д0 - угловое расстояние между источниками Цх и Ц2.

Пропуская далее сигнал и через квадратичный детектор и селективный усилитель, настроенный на частоту QCK, и считая сох- соа = £2СК, на выходе фазового детектора получаем напряжение «фд, равное с точностью до постоянного множителя

ифя = 1!\ Ц (6) щ (6) + UILI (6, Д6) тг (0, А0) +

+ VXLX (0) {72L2 (0, Дв) + -U1Ut L, (0) (0, Дв) щ (0) x

xm2(0, Д0). (1.2.15)

Выражение (1.2.15) представляет собой обобщенную пеленгационную характеристику. В стационарном состоянии ифд = 0. (1.2.16)

Соотношения (1.2.10) - (1.2.16) позволяют записать уравнение, с помощью которого может быть найдена ошибка углового сопровождения цели Ц Я (90 - 6) - Я (80 + 0) + ди [Я (в0- 0 + Дв) -- Я (в0 + 0 - А0) ] +1*- {F (0О - в + Дв) х

x [ 7F (вв - Э) + F (0О + в)) + F (вв + 0 - А0) X X[F(Q0-Q) + 7F(Q0+Q)]} = Q, (1.2. J 7)

где qD=l/q6.

? Зак. 583 33




Численное решение уравнения (1.2.17) позволяет получить зависимости величины ошибки сопровождения 0/6р 5 цели от угла А6. Эти зависимости для разных qu = 1; 2; 4; 8; 10 приведены на рис. 1.13. Анализ графиков показывает, что при сравнимых мощностях полезного и мешающего сигналов (qn » 1) эффективный центр может находиться выше цели Ц. При увеличении мощности мешающего сигнала (росте <7П) ошибка сопровождения цели Ц уменьшается и при малых АО (Д6/0О 5 = 0,1 -0,3) эффективный центр смещается вниз от цели.

Помеховые возмущения наблюдаются всякий раз, как только частота биений Q6 становится близкой к частоте сканирования или ее гармоникам. Эффективность этих возмущений может быть ослаблена изменением частоты сканирования или сужением полосы пропускания угломерного канала. Последняя мера влияет на время действия помехи, т. е. на время, в течение которого помеховые возмущения частоты Q6 - QCK находятся в полосе пропускания контура слежения.

2. Помехи от метеорологических образований

В некоторых случаях могут возникнуть помехи, обусловленные неоднородной структурой той среды, в которой происходит распространение радиоволн. Неоднородности среды чаще всего связаны с наличием различных гидроме-

теорных образований в виде дождя, града, грозовых очагов, облачности. Причиной рассматриваемых здесь помех могут быть также аномально большие градиенты поля температур в различных областях атмосферы.

Мешающие отражения от обла.ов и осадков. К настоящему времени проведено и обобщено достаточно много экспериментальных исследований и наблюдений, связанных с изучением тех видов помех, которые возникают за счет отражений радиолокационных сигналов от зон облачности и осадков. Применительно к обзорным РЛС с большой дальностью действия и высоким энергетическим потенциалом эти помехи монно грубо разделить на четыре большие группы.

К первой группе относятся помехи, создающие на экране индикаторов кругового обзора ярко засвеченные и резко очерченные полосы, длина которых в ряде случаев достигает 200-300 км и более, а ширина - нескольких десятков километров. Иногда яркие полосы, образующие засветку экрана, имеют очаговую структуру. Горизонтальные размеры отдельных очагов оцениваются величинами в 5-40 км а их вертикальные размеры достигают 12-15 км.

Сопоставление результатов радиолокационных наблюдений с анализом метеорологической обстановки в соответствующих районах позволяет сделать вывод о том, что помехи рассматриваемого типа обусловлены прохождением холодных фронтов, окклюзии по типу холодных фронтов или ярко выраженных вторичных холодных фронтов. Полосы помех, вызываемых кучево-дождевыми облачностями, являются, как правило, устойчивыми и наблюдаются на экранах РЛС в течение нескольких часов.

Наличие в атмосфере холодных фронтов может привести к возникновению помех, которые на экранах индикаторов кругового обзора фиксируются в виде деформированной волнообразной засвеченной полосы или отдельных, не сливающихся друг с другом и не ориентированных вдоль одной прямой засвеченных областей экрана, соответствующих участкам местности с линейными размерами в 5-10 км. Помехи такого же вида вызываются дождево-кучевыми, мощными кучевыми облаками и ливневыми осадками на основных холодных фронтах, расположенных на больших удалениях от РЛС.

Ко второй группе относятся помехи, вызывающие засветку большого числа отдельных, не связанных друг с дру-



гом участков экрана, хаотически разбросанных по всему экрану. Интенсивность засветки этих участков экрана, как правило, бывает достаточно высокой, а их границы - резко очерченными. Помехи подобного типа вызываются ливнями и грозами.

Третью группу образуют помехи, возникновение которых, как правило, связано либо с теплыми фронтами, либо с фронтами окклюзии по типу теплого фронта, на которых развивается слоисто-дождевая облачность и выпадают обложные осадки, охватывающие большие участки местности. В связи с этим помехи, порождаемые такими атмосферными образованиями, вызывают приблизительно равномерную в средней своей части и медленно убывающую к периферии засветку больших областей экрана, не имеющую четко выраженных границ. Величина засвеченной части экрана соответствует участкам местности с линейными размерами, достигающими десятков и сотен километров .

Помехи четвертой группы наблюдаются на экранах РЛС, работающих в тропических и субтропических районах. Возникновение помех обусловлено при этом облаками и осадками, вызванными тропическими циклонами (тайфунами). Засветка экранов кругового обзора помеховыми отражениями образуется, как правило, круговыми или спиральными полосами, конвергирующими вблизи центра циклона.

Ослабление радиоволн в тропосфере. Когда пространство между РЛС и целью заполнено смесью различных газов, парами воды, а иногда облаками и зонами выпадения осадков, при определении мощности принимаемого сигнала приходится считаться с дополнительными его ослаблениями. Эти ослабления вызываются поглощением и молекулярным рассеянием энергии сигнала газами, образующими атмосферу, а также поглощением и рассеянием этой энергии частицами облаков и осадков.

Уменьшение мощности отраженного сигнала учитывается в расчетах путем введения в соответствующие формулы множителя ослабления к0Сл- На величину /сосл влияет расстояние от РЛС до цели и свойства вещества, заполняющего ту среду, в которой распространяются радиоволны. Из газов, входящих в состав земной атмосферы, наибольшее ослабление электромагнитных волн вызывают кислород и водяные пары.


ХТО t 2 is 10,6 0,4 0,2 см

Не останавливаясь на описании механизма поглощения, отметим лишь, что оно связано с резонансными явлениями в дипольных молекулах газов и в силу этого носит ярко выраженный частотно-зависимый характер. На рис. 1.14 [4] показана зависимость коэффициента поглощения от длины волны X. Кривые построены для атмосферы, характеризуемой давлением 760 мм и температурой 20 С. С уменьшением давления, вызванным, например, увеличением высоты, снижается плотность воздуха и, как следствие, поглощение энергии молекулами кислорода. Так, для радиоволн длиною от 0,7 до 10 см поглощение молекулами кислорода уменьшается пропорционально квадрату давления 1135, 4].

Если между РЛС и целью встречаются облака, то ослабление энергии электромагнитной волны возрастает из-за поглощения и рассеяния ее частицами облаков. Эти дополнительные ослабления характеризуются эффективными площадями поглощения частиц облаков Snorn и общими эффективными площадями рассеяния этих частиц Sp.

Указанные площади определяются как отношение мощности, поглощаемой (рассеиваемой) частицей, к плотности потока р0, падающей на эту частицу мощности:

Зпогл = Р погл/Ро! = Рр/рО-

Здесь Рпогл и Рр - мощности, теряемые электромагнитной волной из-за поглощения и рассеяния.



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



0.0011