Основы радиолокации

Двухпутная ширина луча антенны

Термин «двухпутная ширина луча» (англ. «two-way beamwidth») используют в случаях, когда речь идет о радиолокационной системе, при функционировании которой электромагнитные волны распространяются по двухпутной трассе, то есть от антенны к цели — по одному пути, а от цели к антенне — по другому. В общем случае такая ситуация возникает когда в радиолокаторе используются разные диаграммы направленности антенны: на передачу — одна, а на прием — другая. Примерами такого радиолокатора являются многофункциональные радиолокаторы с цифровым диаграммообразованием. Такой радиолокатор должен облучать всю зону обзора во время излучения зондирующего сигнала, например, с использованием веерной диаграммы направленности, после чего в течение интервала приема эта зона просматривается одновременно формируемыми одиночными узкими игольчатыми лучами (Рисунок 1). Но приемник радиолокатора может принять и обработать эхо-сигналы только от объекта, который облучен зондирующим сигналом и на который направлена диаграмма направленности в режиме приема. Наложение диаграммы направленности в режиме излучения и действующей (эффективной) диаграммы направленности в режиме приема порождает двухпутную диаграмму направленности антенны, характеризуемую конкретным значением ширины луча.

Рисунок 2. Двухпутная диаграмма направленности, получаемая при отличающихся направлениях зондирования и приема

Рисунок 2. Двухпутная диаграмма направленности, получаемая при отличающихся направлениях зондирования и приема

Двухпутная диаграмма направленности также возникает при использовании двух одинаковых диаграмм направленности, но с двух разных направлений наблюдения. Авиационный радиолокатор бокового обзора формирует, например, симметричную (круговую) диаграмму направленности антенны. Если луч одной такой антенны, установленной на первом спутнике, наклонно падает на земную поверхность, то «освещенное» пятно принимает форму эллипса (Рисунок 2). Второй спутник, находящийся в некоторой другой точке, несет приемник и антенну с такой же диаграммой направленности, что и первый, направленной на эту же область земной поверхности. Пятно, «освещаемое» его лучом, также имеет форму эллипса, однако повернутого относительно первого. При таких условиях будет наблюдаться только та часть земной поверхности, которая «освещается» лучами антенн обоих спутников, то есть являющаяся общей частью первого и второго эллипсов. Таким образом, ширина используемой части диаграммы направленности уменьшается примерно до уровня −1,5 дБ по мощности.

Такая ситуация также возникает, например, при работе радиолокатора с синтезированной апертурой в прожекторном режиме, поскольку все эхо-сигналы, принятые в различных положениях спутника, должны быть использованы при обработке сигнала. Для формирования радиолокационного изображения по синтезированной апертуре могут быть использованы сигналы, отраженные только той частью поверхности, которая облучается спутником одинаково с разных углов наблюдения. Это также улучшает разрешающую способность по путевой дальности по причине меньшей ширины двухпутной диаграммы направленности (уровень −1,5 дБ по мощности по сравнению с уровнем −3 дБ).