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

Імпульсний об’єм

Рисунок 1. Імпульсний об’єм РЛС

Рисунок 1. Імпульсний об’єм РЛС

Імпульсний об’єм

Після того як визначено роздільну здатність з кутових координат та роздільну здатність з дальності, кожна з яких є лінійною величиною, з’являється можливість оцінити просторову роздільну здатність радіолокатора. Мірою просторової роздільної здатності радіолокатора є його імпульсний об’єм. Імпульсний об’єм являє собою область простору, у разі знаходження у якій двох або більше цілей вони будуть відображені на індикаторі радіолокатора як одна ціль[1]. Ця область простору має неправильну геометричну форму і може бути наближено представлена у вигляді паралелепіпеду (Рисунок 1) або циліндру.

Рисунок 1. Імпульсний об’єм РЛС

У першому випадку основою паралелепіпеду є прямокутник, сторони якого відповідають лінійним розмірам променю антени на заданій дальності.

У другому випадку основою циліндру є еліпс із осями, які відповідають лінійним розмірам променю антени на заданій дальності.

В обох випадках висотою тіла (паралелепіпеду або циліндру) є величина роздільної здатності з дальності.

Таким чином, імпульсний об’єм залежить від форми діаграми направленості антени, її ширини в азимутальній та кутомісній площинах, а також від тривалості зондувального імпульсу.

У випадку голкоподібної діаграми направленості, тобто за малих значень кутів Θaz i Θel значення імпульсного об’єму можливо розрахувати за формулою:
у випадку апроксимації його форми паралелепіпедом[2]

V = Д2·  c0·τ · θaz θel (1)
2

у випадку апроксимації його форми циліндром

V = π ·Д2·  c0·τ · θaz θel де c0 = швидкість світла;
Д = відстань від антени радіолокатора;
τ = тривалість зондувального імпульсу.
(2)
42

У формулах (1) і (2) припускається, що значення кутів Θaz та Θel задані у радіанах. Очевидно, що якщо задавати їх у градусах, то в правих частинах формул (1) та (2) слід додавати множник (π/180).

З наведених співвідношень виходить, що чим ширшим є спектр зондувального сигналу (або, що еквівалентно для сигналів без внутршньоімпульсної модуляції, чим меншою є тривалість цього сигналу) і чим гострішою є діаграма направленості антени, тем меншим є імпульсний об’єм. В менший об’єм буде потрапляти менша кількість об’єктів, що спричиняють відбиття, що заважають (місцеві предмети, гідрометеори, організовані пасивні перешкоди). Отже, чим вищою є роздільна здатність радіолокатора, тим вищою є його перешкодозахищеність.

Іноді роздільну здатність радіолокатора плутають із його точністю. При проектуванні радіолокатора його точність у більшості випадків визначають як половину роздільної здатності. Однак у вже побудованому радіолокаторі досягнута точність часто буває кращою за початкове припущення. Це пояснюється тим, що прийнятий імпульс буде мати дзвоноподібну форму, на відміну від прямокутного зондувального імпульсу. Така форма прийнятого сигналу дає можливість точніше визначати його енергетичний центр, за затримкою якого розраховується дальність ціли. Крім цього, на прийнятий сигнал будуть накладатися шуми. Таким чином, точність радіолокатора пов’язана не так із тривалістю сигналу (яка визначає роздільну здатність з дальності), як з амплітудою сигналу (яка визначає значення відношення „сигнал-шум“). Оскільки амплітуда відбитого ціллю сигналу залежить від її дальності, то похибка вимірювання дальності буде зростати із збільшенням відстані до цілі.

Література:

  1. М. И. Финкельштейн: ’’Основы радиолокации, Учебник для вузов’’, издание 2-е, Москва, Радио и связь, 1983, стор. 52
  2. Атражев, М.П.: ’’Борьба с радиоэлектронными средствами’’ Рипол Классик, 2012, ISBN 9785458469913 стор. 109 (онлайн перегляд)