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

Чувствительность приемника

Способность радиолокационного приемника принимать слабые сигналы характеризуется показателем, который называется «чувствительность приемника». Стандартизованого определения этого термина не существует и его трактовка зависит от условий, при которых проводятся измерения, направленные на получение оценки данного свойства радиолокатора. В спецификациях производители часто используют аббревиатуру MDS в качестве обозначения измеряемой величины. Эта аббревиатура может имет одно из двух возможных значений:

Минимальный обнаруживаемый сигнал (англ. Minimum Detectable Signal, MDS). Этот параметр часто используют для оценки предельной чувствительности приемника Prmin. Как понятно из названия, данный параметр — это минимальный уровень принимаемого сигнала, при котором обеспечивается надежное обнаружение сигнала в присутствии белого шума. Параметр применяется, как правило, для систем, в которых обнаружение сигнала осуществляется автоматически. Следует, однако, помнить, что могут возникать ситуации, когда после обнаружения сигнала координатная отметка, тем не менее, не может быть сформирована.


Минимальный различимый сигнал (англ. Minimum Discernible Signal, MDS). Под этим термином также понимают минимальный уровень сигнала, при котором он может быть обнаружен. Однако в данном случае речь идет о радиолокаторах, в которых обнаружение эхо-сигнала цели на фоне шумов выполняется человеком-оператором. При этом могут иметь место ситуации, когда уровень минимального различимого сигнала меньше уровня минимального обнаруживаемого сигнала.

Для оценки систем, где онаружение эхо-сигнала цели выполняется оператором, также применяют такие параметры как «минимальный видимый сигнал» и «тангенциальная чувствительность». Обнаружение полезного сигнала всегда происходит в присутствии мешающих сигналов. Таковыми могут быть сигналы, отраженные от поверхности земли или от морской поверхности, от метеообразований, активные помехи и, наконец, тепловые шумы приемника. Последние имеют место всегда, в отличие от предыдущих, которые могут не присутствовать во всех возможных ситуациях. Поэтому именно мощность внутренних шумов используется при определении чувствительности приемника и максимальной дальности действия радиолокатора. При этом максимальной дальностью действия считают такую дальность, когда полезный сигнал перестает выделяться на фоне внутренних шумов.

Приведенное выше условие определяет теоретическую или потенциальную максимальную дальность действия. Практически же дальность действия радиолокатора будет отличаться от этого значения из-за потерь, вызываемых различными факторами. К таким факторам относятся системные потери, неточности изготовления антенн, нелинейность приемника, потери при распространении электромагнитных волн в атмосфере, внешние источники шума, такого как активные помехи.

Минимальный различимый сигнал

Как уже упоминалось, данный параметр используют, когда обнаружение сигналов ведет человек-оператор по индикаторному устройству радиолокатора. Очевидно, для этого необходимо, чтобы уровень полезного сигнала был хотя бы немного выше уровня шумов. Минимальный различимый сигнал определяют как сигнал в антенне, уровень которого обеспечивает появление на индикаторе заметной (различимой) отметки.

Данный параметр определяют по индикатору А-типа или по индикатору кгругового обзора, как правило, в дБм. Типичные значения минимального различимого сигнала лежат в интервале −110 … −113 дБм, что соответствет очень малым сигналам. Однако точность оценки такого параметра может искажаться в силу субъективных факторов.

средний
уровень шума
MDS
3 дБ

Рисунок 1. Оценка отношения «сигнал-шум» при помощи осциллографа

средний
уровень шума
MDS
3 дБ

Рисунок 1. Оценка отношения «сигнал-шум» при помощи осциллографа

Минимальный обнаруживаемый сигнал

Минимальный обнаруживаемый сигнал характеризуется уровнем мощности (Pemin) эхо-сигнала в антенне, при котором на выходе усилителя промежуточной частоты (непосредственно перед обнаружением) обеспечивается уровень сигнала, превышающий средний уровень шума на 3 дБ (Рисунок 1). Данный параметр также выражается в дБм. Типичные значения: −100 … −103 дБм.

На фактическое значение минимального обнаруживаемого сигнала (Pemin) оказывают влияние целый ряд факторов, которые, в конечном итоге, определяют статистический характер процесса обнаружения сигнала.

Для улучшения характеристик обнаружения радиолокатора значительные усилия затрачиваются при разработке входных каскадов его приемного тракта, имеющих низкий уровень внутренних шумов (малошумящие усилители). Однако какого бы низкого уровня внутреннего шума ни удавалось бы достичь во входных каскадах, последующие каскады приемника, а также линия передачи (волноводный тракт) вносят свой вклад в общий уровень шума приемника. Кроме этого, дополнительным источником шумов является антенна, а также антенное укрытие (при наличии).