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

Импульсная и средняя мощность

коэффициент заполнения
средняя мощность
импульсная мощность
длительность импульса
период повторения импульсов

Рисунок 1. К пояснению понятий «коэффициент заполнения», «импульсная мощность», «средняя мощность»

The duty cycle is used to calculate both the peak power and average power of a radar system., © 2011 Christian Wolff
коэффициент заполнения
средняя мощность
импульсная мощность
длительность импульса
период повторения импульсов

Рисунок 1. К пояснению понятий «коэффициент заполнения», «импульсная мощность», «средняя мощность»

Импульсная и средняя мощность

Энергия, излучаемая радиолокатором непрерывного излучения может быть легко определена, поскольку передатчик такого радиолокатора работает непрерывно. Однако у импульсного радиолокатора передатчик включается и выключается, чтобы обеспечить получение информации о дальности цели с каждым импульсом. Знать количество энергии, излучаемой в таком случае, важно, поскольку оно связано с мощностью на выходе передатчика, от которой прямо зависит максимальная дальность действия радиолокатора. Чем большую энергию излучает радиолокатор, тем большей будет дальность обнаружения им цели.

Энергия импульса равна произведению импульсной (пиковой, максимальной) мощности на длительность импульса. Однако измерительные средства (датчики), используемые в радиолокаторах для измерения мощности, выполняют измерение в течение интервала времени, превышающего длительность импульса. По этой причине период повторения импульсов включен в формулы для расчета мощности передатчика. Мощность, измеренная в течение такого периода, называют средней мощностью. Соотношение между средней и импульсной мощностью поясняется на Рисунке 1 и описывается следующей формулой:

D = P = τ mit P = средняя мощность
Pi = импульсная мощность
τ = длительность импульса
Τ = период повторения импульсов
(1)
Pi Τ

Импульсная мощность должна вычисляться чаще, чем средняя мощность. Это вызвано тем, что большинство измерительных средств измеряют среднюю мощность напрямую, как правило, путем оценки нагрева чувствительного элемента датчика. Формула (1) определяет общий подход к расчету импульсной мощности по средней мощности и наоборот.

Поскольку некоторое количество энергии накапливается в модуляторе, система электропитания должна обеспечивать потребляемую мощность передатчика, лишь немного большую, чем средняя излучаемая мощность.

Коэффициент заполнения

Произведение длительности импульса (τ) на частоту повторения импульсов (prf), являющуюся величиной, обратной периоду повторения импульсов (Τ) в формуле (1), называют коэффициентом заполнения радиолокатора. Коэффициент заполнения показывает какую часть рабочего периода (периода повторения импульсов) система находится в «активном» состоянии.

Иногда при расчетах импульсной и средней мощности используется величина, обратная коэффициенту заполнения. Такая величина называется скважностью. Она показывает сколько импульсов укладывается в интервал времени, равный периоду повторения.

Сущность коэффициента заполнения можно пояснить на таком примере (Рисунок 1). Предположим, передатчик работает в течение 1 микросекунды и выключается на 99 микросекунд, затем снова запускается на 1 микросекунду и так далее. В таком случае передатчик работает в течении одной из ста микросекунд или 1/100 всего рабочего времени, то есть его коэффициент заполнения составляет 1/100 или 1 процент. Значение коэффициента заполнения используется при расчетах как импульсной мощности, так и средней мощности радиолокационной системы.