С активным ответом

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

D_z= ,

где: G₁_Z – КНД передающей антенны канала запроса.

Так как для параболической антенны

G = ,

Отсюда

S_Az = ;

Следовательно, основное уравнение радиолокации для канала запроса преобразуется к виду

D_z = ,

где: G₂_Z – КНД приемной антенны канала запроса.

Аналогично, основное уравнение радиолокации для канала ответа может быть преобразовано к виду

D_o = ,

где: G₁_O,G₂_O – 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:

G₁_z = G₂_o и G₂_z = G₁_o.

Кроме того, каналы запроса и ответа обычно работают на одной частоте, т.е. выполняется условие:

λ_z = λ_o.

Следовательно:

P_IZ P_Omin ≈ P_IO P_Zmin

Данное уравнение называется уравнением сбалансированной радиолокационной системы с активным ответом.

Наиболее энергетически выгодным является условие P_IZ = P_IO, при котором:

P_Omin ≈ P_Zmin.

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 P_I = 40 кВт;

- чувствительность приемника P_min = 10^-10 Вт;

- диаметр параболической антенны S_A = 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:

S_A = Sν ≈ 0,12 м²

В соответствии с основным уравнением радиолокации:

D_max = ,

Следовательно:

D_max = ≈ 3,9·10⁴ м. = 39 км.

Дальность прямой видимости (радиогоризонта) ГСН КР с учетом рефракции (преломления радиоволн) определяется по формуле:

D_g = 4,1()

Отсюда при заданной высоте полета КР и данной высоте цели:

D_g = 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 P_I = 150 кВт;

- чувствительность приемника P_min = 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:

S_A = Sν = 0,95 м²

В соответствии с основным уравнением радиолокации максимальная дальность действия РЛС в свободном пространстве:

D_max = ,

В параболической антенне КНД и эффективная площадь антенны связаны выражением: