www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Рівняння радіолокації на практиці

Тут наведені деякі приклади, що демонструють, до чого призводить змінення значень окремих параметрів радіолокатора.

Потужність передавача

Не кожна генераторна лампа однаково хороша. Навіть незначні, такі, що знаходяться в межах технологічних допусків, відхилення значень її параметрів від номінальних можуть впливати на генеровану лампою потужність і, відтак, на теоретично досяжну дальність дії.

Пам’ятайте: найбільш важливою властивістю рівняння радіолокації є зв’язок між основними його параметрами через корінь четвертої степені!

Припустимо, що всі величини, крім потужності передавача, є незмінними.
 
Об’єднавши їх в позначивши через деякий коефіцієнт k, рівняння радіолокації можемо записати у спрощеному вигляді:

Тепер легко бачити, що:

Таким чином, щоби збільшити дальність дії радіолокатора в два рази,
необхідно підвищити потужність передавача в 16 разів!

Таким чином, щоби збільшити дальність дії радіолокатора в два рази, необхідно підвищити потужність передавача в 16 разів!

Тепер ми можемо пояснити, як відхилення потужності передавача від номінального значення впливає на дальність дії радіолокатора. В якості прикладу розглянемо радянський радіолокатор П-12 «Єнісей» (за класифікацією НАТО — «Spoon Rest»). Допустимий діапазон значень потужності його передавача складає 160 … 250 кВт. Чи відповідає таке змінення потужності передавача розкиду значень дальності дії 250 … 270 км, які наводяться в експлуатаційній документації на цей радіолокатор?

Записавши, за допомогою рівняння радіолокації у спрощеній формі, відношення дальностей дії при максимальному та при мінімальному значеннях потужності передавача, скоротивши однакові величини і підставивши в отриманий вираз ці значення потужності, отримаємо результат 1,118 рази.

Далі: 250 км(160 кВт)· 1,118 = 279.5 км(250 кВт)

Таким чином, ми встановили, що заявлений діапазон значень дальності дії для радіолокатора, що розглядається, визначається розкидом значень потужності його передавача.

На практиці потужність цього радіолокатора змінювалась від 180 до 240 кВт через те, що потужність на виході генераторної лампи залежить від робочої частоти.

Можливо використовувати розглянуте рівняння і в зворотному порядку. Наприклад, у разі зменшення потужності передавача на 1/16 (наприклад, через вихід з ладу одного з 16 модулів передавача) максимальна дальність дії на практиці змінюється незначно, менше ніж на 2%.

Чутливість приймача

Коли необхідно оцінити вплив чутливості приймача, то використовують повну форму рівняння радіолокації. Залежність максимальної дальності дії радіолокатора від чутливості його приймача також має характер функції кореня четвертої степені, тільки чутливість знаходиться в знаменнику підкореневого виразу.

З формули видно, що зменшення значення мінімальної потужності, що приймається, (чутливості) приймача призводить до збільшення максимальної дальності дії.

Для кожного радіолокаційного приймача існує певна потужність прийманого сигналу, при якій він ще здатен виконувати свої функції. Цю величину часто називають мінімальним сигналом, що розрізняється. Типові значення мінімального сигналу відлуння, що розділяється, для радіолокаторів складає від −104 дБм до −110 дБм.

Коефіцієнт підсилення антени

Коефіцієнт підсилення антени входить у рівняння радіолокації під коренем четвертої степені, але в квадраті (пам’ятаємо, що одна і та сама антена використовується і для випромінення зондувальних сигналів, і для приймання відбитих від ціли сигналів). Таким чином, якщо збільшити підсилення антени в чотири рази, максимальна дальність дії радіолокатора зросте в два рази.

Конкретний приклад для метрового (ДВЧ, VHF) радіолокатора: іноді радіолокатор П-12 «Єнісей» (антенна система — решітка з антен типу Уда-Ягі, G = 69) підключали до антени радіолокатора П-14 «Лена» який працює на такій самій частоті (параболічна антена, G = 900). Таку комбінацію часто жартома називали «П-13». Відповідно до рівняння радіолокації максимальна дальність дії мала зрости більше, ніж у три з половиною рази:

Коефіцієнт підсилення антени

(Зверніть увагу, що від кореня четвертої степені ми перейшли до квадратного кореня).
Було б чудово, якби максимальну дальність дії радіолокатора можливо було б таким чином збільшити в три с лишнім рази. Однак на практиці це було дещо складніше. Підключення такої великої антени потребувало більш довгих ліній передачі. Втрати в цих лініях у сукупності із невідповідністю дзеркала знижували теоретичний приріст дальності більше, ніж в два рази. На практиці дальність дії такого радіолокатора збільшувалась лише в 1,6 рази, що, звісно, теж непогано. Однак тут виникала вже інша проблема: збільшена дальність дії перевищувала максимальну однозначно вимірювану дальність для радіолокатора П-12, що призводило до появи великої кількості хибних відміток цілей.