Багатопроменевий метод визначення висоти цілі
Рисунок 1. До пояснення багатопроменевого методу визначення висоти цілі
Рисунок 1. До пояснення багатопроменевого методу визначення висоти цілі
Багатопроменевий метод визначення висоти цілі
Традиційно висота цілі визначається за допомогою трикоординатних радіолокаторів спостереження, в яких використовується декілька променів у кутомісній (вертикальній) площині або застосовується один чи більше скануючих променів голкоподібного типу для визначення кута місця цілі. В минулому трикоординатні радіолокатори широко використовувались, не зважаючи на те, що їхня вартість могла в 4 … 10 разів перевищувати вартість двокоординатного (азимут, дальність) радіолокатора. Крім цього, трикоординатні радіолокатори мають невисоку точність визначення висоти цілі при малих кутах місця через ефект багатопроменевого розповсюдження, коли основний промінь (головна пелюстка діаграми направленості антени) „освітлює“ поверхню Землі чи моря.
Визначення висоти цілі, засноване на багатопроменевій структурі відбиття, у двокоординатних широкосмугових радіолокаторах має деякі важливі переваги порівняно з визначенням висоти із використанням звичайних трикоординатних радіолокаторів. За умови значної роздільної здатності з дальності прямий сигнал відлуння може бути відділений від сигналу відлуння, відбитого від землі. Різниця у часі надходження між цими сигналами залежить від висоти цілі (у припущенні плоскої земної поверхні). Багатопроменевий сигнал відлуння визначається наявністю чотирьох шляхів розповсюдження електромагнітної енергії від антени радіолокатора до цілі і назад (Рисунок 1). Перший з них — це пряме розповсюдження зондувального сигналу до цілі шляхом АВ і зворотне розповсюдження сигналу відлуння цим же шляхом ВА. Другий шлях — це розповсюдження до цілі відбитого від землі зондувального сигналу (шлях АМВ) і зворотне розповсюдження шляхом ВА, тобто АМВ+ВА. Існує також протилежний шлях такої ж довжини (і з таким самим часом затримки сигналу), тобто АВ+ВМА. Четвертий шлях – це шлях, коли розповсюдження і зондувального і відбитого сигналу відбувається із відбиттям від земної поверхні АМВ+ВМА=2∙АМВ. Час затримки th між сигналом, що пройшов перший шлях, і сигналом, що пройшов другий (третій) шлях, а також між останніми і сигналом, що пройшов четвертий шлях можливо визначити за допомогою співвідношень, отриманих з Рисунка 1:
| th = | 2ha · ht | де | ha – висота підйому антени радіолокатора; ht – висота цілі; c – швидкість розповсюдження електромагнітної енергії;v R – дальність до цілі. |
(1) |
| c · R |
Враховуючи, що ht /R = sin Θe, можливо записати:
| sin Θe = | c · th | де | Θe – кут міста цілі; th – різниця у часі затримки |
(2) |
| 2 ha |
| ht = | c · R · th | (3) |
| 2 ha |
Наприклад, якщо ha = 100 футів, ht = 10 000 футів і R = 50 морських миль, то час затримки між сигналами, які пройшли різним шляхами розповсюдження th = 6,69 нс, що потребує для їх розрізнення ширини спектру не менше 149,5 МГц. Чим більшим буде кут місця цілі, тем більшою буде різниця між шляхами багатопроменевого розповсюдження і тим легше буде виміряти точне значення різниці у часі затримки th. На практиці радіолокаційні системи із стисканням імпульсу можуть мати роздільну здатність з дальності близько 1 метра.