Основной особенностью активной радиолокации с активным ответом является независимость каналов запроса и ответа. Поэтому дальность действия каналов может быть различной. При этом максимальную дальность действия РЛС определяет канал с наименьшей дальностью действия.
Основное уравнение радиолокации для канала запроса имеет вид
Dz= ,
где: G1Z – КНД передающей антенны канала запроса.
Так как для параболической антенны
G = ,
Отсюда
SAz = ;
Следовательно, основное уравнение радиолокации для канала запроса преобразуется к виду
Dz = ,
где: G2Z – КНД приемной антенны канала запроса.
Аналогично, основное уравнение радиолокации для канала ответа может быть преобразовано к виду
Do = ,
где: G1O,G2O – КНД передающей и приемной антенн канала ответа.
На практике технические характеристики активной РЛС с активным ответом стараются выбирать так, чтобы дальность действия каналов запроса и ответа была одинаковой.
Тогда:
=
Как правило, в канале запроса и канале ответа для передачи и приема используется одна и та же антенна, т.е. выполняются условия:
|
|
G1z = G2o и G2z = G1o.
Кроме того, каналы запроса и ответа обычно работают на одной частоте, т.е. выполняется условие:
λz = λo.
Следовательно:
PIZ POmin ≈ PIO PZmin
Данное уравнение называется уравнением сбалансированной радиолокационной системы с активным ответом.
Наиболее энергетически выгодным является условие PIZ = PIO, при котором:
POmin ≈ PZmin.
Контрольные вопросы.
Вопрос 1. Крылатая ракета (КР) совершает полет на маршевом участке траектории на высоте h1 =300 м. Активная радиолокационнаяголовка самонаведения (АРЛГСН) КР имеет следующие параметры:
- импульсная мощность передатчика PI = 40 кВт;
- чувствительность приемника Pmin = 10-10 Вт;
- диаметр параболической антенны SA = 0,4 м;
- коэффициент использования площади раскрыва антенны ν = 0,95;
- КНД антенны G = 1500.
Определить:
Ожидаемую дальность обнаружения ГСН ракеты средней морской цели с ЭПР σ = 5000 м2 и сделать вывод.
Примечание: при выполнении расчета считать высоту цели h2 = 4 м.
Решение:
Геометрическая площадь антенны:
S = πD2/4 = 0,1256 м2
Эффективная площадь антенны:
SA = Sν ≈ 0,12 м2
В соответствии с основным уравнением радиолокации:
Dmax = ,
Следовательно:
Dmax = ≈ 3,9·104 м. = 39 км.
Дальность прямой видимости (радиогоризонта) ГСН КР с учетом рефракции (преломления радиоволн) определяется по формуле:
Dg = 4,1()
Отсюда при заданной высоте полета КР и данной высоте цели:
Dg = 4,1() = 4,1·19,3 ≈ 79 км.
Таким образом, если вносимое атмосферой затухание невелико, то ожидаемая дальность обнаружения ГСН данной морской цели составляет 39 км.
Вывод:
Дальность действия ГСН КР обычно ограничена ее максимальной дальностью в свободном пространстве и зависит от параметров АРЛГСН.
|
|
Вопрос 2. В корабельной РЛС обнаружения сантиметрового диапазона (λ = 3 см) используется параболическая антенна. Геометрическая площадь антенны S = 1 м2, а антенный пост РЛС расположен на высоте h1 = 9 м.
РЛС имеет следующие параметры:
- импульсная мощность передатчика PI = 150 кВт;
- чувствительность приемника Pmin = 10-13 Вт;
- коэффициент использования площади раскрыва антенны ν = 0,95.
Определить:
Ожидаемую дальность обнаружения КР «Томагавк» (σ = 0,015 м2, высота полета КР h2 =25 м.) и сделать вывод.
Решение:
Эффективная площадь параболической антенны:
SA = Sν = 0,95 м2
В соответствии с основным уравнением радиолокации максимальная дальность действия РЛС в свободном пространстве:
Dmax = ,
В параболической антенне КНД и эффективная площадь антенны связаны выражением:
G = ,
Отсюда:
Dmax = ,
Следовательно:
Dmax = ≈3,66·104 м. = 36,6 км.
Если вносимое атмосферой затухание невелико, то максимальная дальность действия РЛС ограничивается только дальностью радиогоризонта.
Дальность радиогоризонта РЛС при данной высоте полета КР:
Dg = 4,1() = 4,1·8 = 32,8 км.
Таким образом, ожидаемая дальность обнаружения КР «Томагавк» составляет 32,8 км.
Вывод:
Максимальная дальность действия корабельной РЛС обнаружения целей, как правило, ограничивается расстоянием прямой видимости.