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

Імпульсна і середня потужність

коефіцієнт заповнення
середня потужність
імпульсна потужність
тривалість імпульсу
період повторення імпульсів

Рисунок 1. До пояснення понять «коефіцієнт заповнення», «імпульсна потужність», «середня потужність»

The duty cycle, © 2011 Christian Wolff
коефіцієнт заповнення
середня потужність
імпульсна потужність
тривалість імпульсу
період повторення імпульсів

Рисунок 1. До пояснення понять «коефіцієнт заповнення», «імпульсна потужність», «середня потужність»

Імпульсна і середня потужність

Енергія, випромінювана радіолокатором безперервного випромінювання, може бути легко визначена, оскільки передавач такого радіолокатора працює безперервно. Однак у імпульсного радіолокатора передавач вмикається та вимикається, щоби забезпечити отримання інформації про дальність цілі з кожним імпульсом. Знати кількість енергії, випромінюваної в такому випадку, важливо, оскільки вона пов’язана з потужністю на виході передавача, від якої прямо залежить максимальна дальність дії радіолокатора. Чим більшу енергію випромінює радіолокатор, тим більшою буде дальність виявлення ним цілей.

Енергія імпульсу дорівнює добутку імпульсної (пікової, максимальної) потужності на тривалість імпульсу. Однак вимірювальні засоби (датчики), використовувані в радіолокаторах для вимірювання потужності, виконують вимірювання протягом інтервалу часу, що перевищує тривалість імпульсу. З цієї причини період повторення імпульсів входить до формули для розрахунку потужності передавача. Потужність, вимірювана протягом такого періоду, називають середньою потужністю. Співвідношення між середньою та імпульсною потужністю пояснюється на Рисунку 1 і описується такою формулою

D = P = τ де P — середня потужність
Pi — імпульсна потужність
τ — тривалість імпульсу
Τперіод повторення імпульсів
(1)
Pi Τ

Імпульсна потужність підлягає обчисленню частіше, ніж середня потужність. Це викликано тим, що більшість вимірювальних засобів вимірюють середню потужність напряму, як правило, шляхом оцінювання нагріву чутливого елементу датчика. Формула (1) визначає загальний підхід до розрахунку імпульсної потужності по середній потужності і навпаки.

Оскільки деяка кількість енергії накопичується в модуляторі, система електроживлення має забезпечувати споживану потужність передавача, лише не набагато більшу, ніж середня випромінювана потужність.

Коефіцієнт заповнення

Добуток тривалості імпульсу (τ) на частоту повторення імпульсів (PRF), яка є величиною, оберненою до періоду повторення імпульсів (Τ) в формулі (1), називають коефіцієнтом заповнення. Коефіцієнт заповнення показує яку частину робочого періоду (періоду повторення імпульсів) система знаходиться в «активному» стані.

Іноді при розрахунках імпульсної і середньої потужності використовується величина, обернена до коефіцієнту заповнення. Така величина називається скважністю. Вона показує скільки імпульсів укладається в інтервал часу, що дорівнює періоду повторення, або у скільки разів період повторення більший за тривалість імпульсу.

Суть коефіцієнту заповнення можливо пояснити на такому прикладі (Рисунок 1). Припустим, передавач працює протягом однієї мікросекунди і вимикається на 99 мікросекунд, потім знову запускається на одну мікросекунду і так далі. В такому випадку передавач працює протягом однієї з ста мікросекунд або 1/100 усього робочого часу, тобто його коефіцієнт заповнення складає 1/100 або 1 процент. Значення коефіцієнту заповнення використовується при розрахунках як імпульсної потужності, так і середньої потужності радіолокаційної системи.