www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Разрешающая способность по дальности

Рисунок 1: Минимальная разница между целями по дальности.

Рисунок 1: Минимальная разница между целями по дальности.

Разрешающая способность по дальности

Разрешающая способность – это один их основных параметров радиолокатора, характеризующий его способность различать (разрешать) находящиеся друг рядом с другом цели по дальности или азимуту (угловой координате). Радиолокаторы наведения вооружения (управления огнем), к которым предъявляются требования высокой точности измерений, должны различать цели, находящиеся на расстоянии всего лишь нескольких ярдов (метров) друг от друга. Радиолокаторы обнаружения, как правило, менее точны и способны различать цели, отстоящие друг от друга на расстояния сотни ярдов (метров) и даже единиц миль (километров). Когда говорят о разрешающей способности радиолокатора, то разделяют разрешающую способность по дальности и разрешающую способность по азимуту.

Разрешающая способность по дальности – это количественная мера способности радиолокационной системы различать две или более целей, находящихся на одном азимуте, но на разных дальностях. Величина разрешающей способности по дальности зависит от длительности излучаемого импульса, типов и размеров целей, а также эффективности приемника и индикаторного устройства. Основным определяющим фактором является длительность импульса. Хорошо спроектированный радиолокатор должен разрешать цели, отстоящие одна от другой на расстояние, соответствующее половине длительности зондирующего импульса. Следовательно, теоретический размер разрешения по дальности можно оценить при помощи соотношения:

(1)

  • Sr – Разрешающая способность по дальности
  • c0 – Скорость света
  • τ  – длительность передаваемых импульсов

На нижеследующих рисунках поясняется понятие «разрешающая способность» на примере импульса длительностью одна микросекунда (1 мкс). Несложно показать, что пространственный размер такого импульса будет равен 300 м.

Рисунок 2. Два самолета – одна отметка (цели не разрешаются)

Рисунок 3. Два самолета – две отметки (цели разрешаются)

Animation: Beide Antwortimpulse laufen ineinander und können nicht getrennt werden. Deshalb erscheint ein Zielzeichen aus zwei Zielen.
(нажмите для увеличения: 800·320 пиксель = 122 килобайт)

Рисунок 2. Два самолета – одна отметка (цели не разрешаются)

Если расстояние между двумя самолетами слишком мало, то радиолокатор вместо них «видит» только одну цель, как показано на Рисунке 2.

Animation: Zwei Ziele, der radiale Abstand von 200 m ist ausreichend, um mit einem Sendeimpuls von 1 µs auch als zwei Zielzeichen zu erkennen.
(нажмите для увеличения: 800·320 пиксель = 128 килобайт)

Рисунок 3. Два самолета – две отметки (цели разрешаются)

А теперь другой пример, когда расстояние между самолетами достаточно велико (Рисунок 3):

Радиолокаторы с внутриимпульсной модуляцией

Рисунок 4. Зависимость разрешения по дальности от ширины спектра зондирующего сигнала

Рисунок 4. Зависимость разрешения по дальности от ширины спектра зондирующего сигнала

В системах со сжатием импульса разрешающая способность радиолокатора по дальности определяется длительностью импульса после процедуры сжатия. Способность сжимать импульсы зависит от ширины спектра зондирующего импульса (BWtx), а не от его длительности. Очевидно, что полоса пропускания приемника должна быть, как минимум, такой же ширины, что и спектр зондирующего импульса.

(2)

Это позволяет достичь высокого разрешения (и малого размера элемента разрешения по дальности) при использовании импульсов большой длительности, что, в свою очередь, дает возможность увеличить среднюю излучаемую мощность.

На Рисунке 4 показана зависимость разрешающей способности по наклонной дальности от ширины спектра зондирующего сигнала. Теоретически, при ширине спектра 100 МГц по уровню -3дБ может быть достигнуто разрешение 1,5 м.