www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Радарното уравнение на практика

Ето няколко примера, които показват до какво водят промените в отделните параметри на радара.

Мощност на предавателя

Не всяка генераторна лампа е еднакво добра. Дори малки отклонения от номиналните стойности, които са в рамките на технологичните допустими отклонения, могат да окажат влияние върху мощността, която може да бъде генерирана от лампата, и следователно върху теоретично постижимия диапазон на работа.

Запомнете: най-важното свойство на едно радарно уравнение е връзката между основните му параметри чрез корен от четвърта степен!

Приемаме, че всички величини, с изключение на мощността на предавателя, са постоянни.
 
Чрез комбинирането им и обозначаването им с определен коефициент k уравнението за радиолокация може да се запише в опростен вид:

Сега е лесно да се убедим в това:

По този начин, за да се увеличи обхватът на радара два пъти,
трябва да увеличим мощността на предавателя 16 пъти!

По този начин, за да се увеличи обхватът на радара два пъти, трябва да увеличим мощността на предавателя 16 пъти!

 

Сега можем да обясним как отклонението на мощността на предавателя от номиналната стойност се отразява на обхвата на радара. Като пример може да се посочи съветският радар П-12 «Енисей» (по класификацията на НАТО: «Spoon Rest»). Допустимият диапазон на мощността на предавателя е 160 … 250 кВт. Тази промяна на мощността на предавателя съответства ли на посочения в документацията на радара обхват от 250 … 270 км?

Записвайки уравнението на радара в опростен вид, съотношението на обхвата при максимална и минимална мощност на предавателя, намалявайки същите стойности и замествайки стойностите на тези мощности в получения израз, получаваме резултата 1,118 пъти.

По-нататък: 250 км(160 кВт)· 1,118 = 279.5 км(250 кВт)

По този начин установихме, че обявеният диапазон на стойността на обхвата за въпросния радар се определя от изменението на мощността на предавателя му. На практика мощността на този радар варира от 180 до 240 kW поради факта, че мощността на изхода на генераторната лампа зависи от работната честота.

 

Възможно е въпросното уравнение да се използва и в обратен ред. Например, ако мощността на предавателя се намали с 1/16 (например поради повреда на един от 16-те предавателни модула), максималният ефективен обхват всъщност ще се промени незначително - с по-малко от 2%.

 

Чувствителност на приемника

Когато е необходимо да се оцени влиянието на чувствителността на приемника, се използва пълната форма на уравнението на радара. Зависимостта на максималния обсег на радара от чувствителността на неговия приемник също има характер на функция от четвърта степен, само че чувствителността е в знаменателя на подчинения израз. От формулата се вижда, че намаляването на стойността на минималната приета мощност (чувствителност) на приемника води до увеличаване на максималния обхват.

За всеки радарен приемник има определена мощност на приетия сигнал, при която той все още е в състояние да изпълнява функциите си. Тази стойност често се нарича минимален различим сигнал (MDS). Типичните стойности на минималния разграничим ехосигнал за радари са от -104 dBm до -110 dBm.

Усилване на антената

Коефициентът на усилване на антената влиза в уравнението на радара под корен от четвъртата степен, но на квадрат (не забравяйте, че една и съща антена се използва както за предаване на сондиращи сигнали, така и за приемане на сигнали, отразени от целта). Така, ако увеличите четирикратно усилването на антената, максималният обхват на радара ще се увеличи два пъти.

Ето един конкретен пример за УКВ радар: понякога радар П-12 (антенна система - решетка от антени тип Уда-Яги, G = 69) е свързан с антената на радар П-14, работещ на същата честота (параболична антена, G = 900). Такава комбинация често е наричана шеговито «П-13». Според уравнението на радара максималният обхват трябва да се увеличи повече от три пъти и половина:

Усилването на антената

(Обърнете внимание, че от корен от четвърта степен преминахме към корен от втора степен).
Би било добре, ако максималният обхват на радара може да се увеличи повече от три пъти по този начин. На практика обаче въпросът е малко по-сложен. Свързването на такава голяма антена изискваше по-дълги линии за предаване. Загубите в тези линии, съчетани с несъответствието на огледалото, намаляват теоретичното увеличение на обхвата с повече от половината. На практика обхватът на такъв радар се увеличава само 1,6 пъти, което, разбира се, също е добре. Съществуваше обаче и друг проблем: увеличеният обсег надвишаваше максималния недвусмислено измерен обсег за П-12, което доведе до голям брой фалшиви отбелязвания на цели.