отражении от объектов сферической формы одинаковы, а фазы противоположны.

Если в зоне дождя находится объект, например судно, то из-за несимметричной формы отражающего объекта, отличной от сферической, отраженное поле будет иметь эллиптическую поляризацию. В результате, после прохождения через поляризационную решетку суммарное поле на входе антенны радиолокатора будет создавать отраженный сигнал, интенсивность которого определяется разностью амплитуд вертикальной и горизонтальной составляющих вторичного поля, создаваемого судном при отражении энергии. Использование поля с круговой поляризацией подавляет отражение от дождевых капель примерно на 20—25 дБ, при ослаблении полезного сигнала на 6—8 дБ [12].

3. Дальность действия НРЛС в свободном пространстве

Дальность действия НРЛС в свободном пространстве определяется максимальным расстоянием между НРЛС и объектом, который должна обнаружить НРЛС.

Под дальностью действия НРЛС в свободном пространстве подразумевается дальность, зависящая от технических характеристик НЛРС и от отражающих свойств облучаемого объекта [1,9,10]. (Влияние атмосферы, формы Земли и подстилающей поверхности, при этом, не учитываются).

Максимальную дальность НРЛС Dmax определяется таким

образом:

Если бы антенна была ненаправленной, то есть представляла собой изотропный излучатель, то она создавала бы при импульсном

излучении мощностью Pи плотность потока мощности на поверхности

где: Pи - импульсная мощность передатчика;

4πD2 - площадь поверхности сферы радиусом D .

Но, так как реальная антенна характеризуется коэффициентом

направленного действия G = Sа 4π , где Sа - площадь раскрыва

λ2

антенны то, благодаря коэффициенту направленности, на объект

P G

воздействует плотность потока мощности (см. рис.2.1.) П1 = 4πИD2 .

Под воздействием этого (падающего) потока мощности объект переизлучает (так как на его поверхности возникают СВЧ токи) в пространство мощность, определяемая уравнением

P G

Р=П1 Sэ = 4πИD2 Sэ, где Sэ - эффективная поверхность отражения

цели.

Эта мощность создает в окружающем пространстве, то есть – и на раскрыве (поверхности) антенны НРЛС плотность потока мощности, равную

то на вход приемника (под воздействием плотности потока мощности

чувствительностью, то есть Рпр.= Рпр.min, из уравнения (37) находим, что Dmax равно:

Уравнение (38) называют еще уравнением дальности НРЛС в свободном пространстве. Из него видно, что Dmax зависит от импульсной мощности передатчика, чувствительности приемника, длины волны, к.п.д. НРЛС, а также зависит от ЭПО объекта.

3.1.Влияние отражений от подстилающей поверхности (водной, земной) на дальность действия НРЛС

На дальность действия НРЛС влияет отражение радиоволн от подстилающей поверхности, а также сферичность Земли.

Рассмотрим влияние подстилающей поверхности моря исходя из рис.3.1.

Рис.3.1.

Когда длина волны НРЛС значительно меньше h1 , h2 (где

h1 - высота установки антенны относительно поверхности моря, h2 -

высота облучаемого объекта), то СВЧ импульсы НРЛС достигают объект и отражаются от него двумя путями: непосредственно и путем

счет соприкосновения с водой. (Ослабление характеризуется коэффициентом ρ. Для воды ρ ≈1). Таким образом

E0 = E1 + E2 = E1 +ρE1e− jφ .

После преобразования этого уравнения и, перейдя к амплитудным значения, можно записать, что

Из уравнения (41) видно, что напряженность поля E0 в точке

приема (облучения) изменяется по синусоидальному закону, причем она зависит от высоты антенны, высоты цели, расстояния между

иE0 = 2E1 , то есть – напряженность в точке облучения будет

координатах h2 , D при фиксированной высоте h1 антенны НРЛС.

Рис.3.2.

Для обнаружения низкорасположенных надводных объектов большое значение имеет наклон максимума нижнего лепестка, то

есть угол места θ. Его величина определяется из условия первого

В диапазоне сантиметровых волн угол θo имеет очень малую величину. Благодаря этому данный диапазон волн обеспечивает обнаружение низкорасположенных надводных объектов (знаки навигационного ограждения, шлюпки, малые суда, низкий берег и пр.)

Уравнение (41) описывает значение напряженности электрической составляющей радиоволны E0 в точке облучения

объекта “М”. Но, ведь и сам объект переизлучает радиоволну и часть ее попадает на антенну НРЛС. В этом случае отраженная мощность на входе приемника будет равна:

Так как реально D h1 и D h2 , то можно принять, что

sin 2πh1h2 ≈ 2πh1h2 . Тогда уравнение (44) можно записать в виде

λD λD

Рomp = Рnp (4πλ)4 (h1h2 )4 . Подставив в полученное уравнение значение

4 D4

Из формулы (45) видно, что отражение СВЧ радиоимпульса от поверхности существенно уменьшает дальность действия НРЛС в зоне, лежащей ниже первого лепестка максимума диаграммы направленности. Увеличение импульсной мощности передатчика и чувствительности приемника НРЛС на максимальную дальность скажется незначительно, так как между ними зависимость

пропорциональна 8 , а не 4 (как в уравнении 38).

Увеличить Dmax′ можно за счет понижения первого лепестка, то есть за счет уменьшения θ . Для этого необходимо уменьшать λ и увеличивать высоту установки антенны НРЛС h1 . Однако, уменьшение длины волны передатчика λ ведет к увеличению поглощения радиоволны в атмосфере, а увеличение h1 приводит к

увеличению мертвой зоны. Поэтому, при расчете максимальной дальности действия НРЛС всесторонне учитывают взаимосвязи между всеми техническими данными НРЛС.