www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи на радиолокацията

Типичен бюджет за загуби в радар

КомпонентНаименованиеСтойност
Загуби, дължащи се на атмосферна абсорбция La1,2 dB
Загуба, дължаща се на сканиране на лъча на антената Lant1,3 dB
Умножител на ширината на лъча LB1,2 dB
Загуба поради несъответствие на филтъра Ln0,8 dB
Загуби на поток (за Pd=0,9) Lf8,4 dB
Кумулативна загуба Li3,2 dB
Загуби при обработката на сигнала Lx3,0 dB
Загуби в приемния тракт Lr1,0 dB
Загуба на предаване Lt1,0 dB
Обща системна загуба Lges21,1 dB

Таблица 1: Типичен бюджет за загуби в радар за въздушно наблюдение

Типичен бюджет за загуби в радар

Всеки радар при конкретни условия на работа се характеризира с коефициент на загуба, който отчита влиянието на различни фактори, причиняващи отслабване на полезния сигнал. Всеки от тези фактори води до съответна загуба. Някои от тях е възможно да се предотвратят или поне да се намалят при проектирането на радара. Някои загуби могат да бъдат намалени чрез поддръжка на радарната система.

Но за съжаление повечето загуби са неизбежни и невъзстановими. Общите загуби, дадени в таблица 1, имат доста висока стойност от 21,1 dB. При добре проектиран радар общите загуби понякога могат да бъдат намалени до 13 … 15 dB.

Загуба на абсорбция в атмосферата

Тези загуби се дължат на поглъщането на енергията на електромагнитните вълни при разпространението им в атмосферата. Те зависят от работната честота на радара, разстоянието до целта и ъгъла на целта спрямо радара. Загубите от атмосферно поглъщане са незначителни при ниски честоти до 3 GHz при ясно време.

Загуба
брой импулси
време на облъчване

Фигура 1: Загуба на формата на лъча за радар с 8 попадения на сканиране

Загуба
брой импулси
време на облъчване

Фигура 1: Загуба на формата на лъча за радар с 8 попадения на сканиране

Загуби, дължащи се на сканиране на лъча на антената

Коефициентът на загуба при сканиране отчита факта, че амплитудите на отразените импулси се променят при преминаването на лъча на сканиращата антена над целта. След приемане в радара тези импулси се натрупват кохерентно или некохерентно. Поради наличието на загуби, дължащи се на сканиране, не се реализира пълно натрупване.

В «Наръчник за радари» (под редакцията на M. Skolnik) се посочват следните типични стойности на загубите, дължащи се на сканиране:

Лъчът на радара с фазирана антенна решетка по време на сканиране на пространството не се движи непрекъснато, а с дискретни скокове. Това означава, че лъчът на радарната антена може да не достигне целта с максималната си сила. Това от своя страна означава, че в такива случаи усилването на антената, включено в уравнението на радара, няма да придобие максимални стойности. Както и в други случаи, това явление се отчита чрез въвеждане на допълнителен фактор - множител на загубите на формата на лъча.

Умножител на ширината на лъча

Широчината на антенния лъч в азимуталната равнина не е еднаква за всички стойности на ъгъла на издигане. Това се отчита чрез допълнителен коефициент на загуба.

Загуба поради несъответствие на филтъра

По принцип трябва да се приеме, че системата е оптимално настроена. Това обаче е възможно само при познати сигнали. На практика сигналите, които трябва да се приемат, са неизвестни и необходимата честотна характеристика на филтъра може да се определи само приблизително.

Пример за това е, че при честотно модулираната вътрешноимпулсна модулация и последващото компресиране на импулсите такива несъответствия се причиняват от доплеровите честоти.

Загуби от колебания

Тези сравнително големи загуби се дължат на колебанията в стойностите на ефективната площ на разсейване на целта при нейното движение. Запомнете, че положението на падовете в диаграмата на вторичното обратно излъчване (и ефективната площ на разсейване) зависи от честотата!

За да потиснат донякъде тези колебания, много радари използват две или повече различни честоти за изследване на целта. Обикновено радарите за честотно разнообразие използват два предавателя, които работят заедно, за да облъчват целта на две честоти.

Различни загуби при обработката на сигнали

Ако радарът използва избор на движеща се цел с колебание на честотата на повторение на импулсите и тази система е добре проектирана, загубата при обработката на сигнала може да достигне до 3 dB.

Загуби в преносната линия

Тези загуби са свързани с вълноводите и други елементи на пътя между усилвателя на мощност и антената. Обикновено при добре проектиран радар тези загуби са 1 … 2 dB.

Загуба на предаване по пътя на приемане

Тези загуби са свързани с вълноводите и други елементи на приемния тракт между антената и високочестотния усилвател. В добре проектиран радар те също имат стойности от 1 dB до 2 dB. Ако шумовият коефициент на приемника се изчислява преди входните клеми на антената, се включват загубите в предавателната линия на приемния канал.