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

Баланс времени импульсного радиолокатора

Такие параметры радиолокатора как темп вращения антенны, время облучения, максимальная однозначно измеряемая дальность, частота повторения импульсов (PRF), максимальное количество отраженных от цели импульсов жестко связаны между собой. Кроме этого, все остальные параметры радиолокатора, такие как разрешение по дальности и по углам, слепая скорость и так далее, могут быть рассчитаны на основе этих базовых временных соотношений.

Для классического радиолокатора (например, не использующего моноимпульсную технологию), применяемого в качестве обзорного радиолокатора системы управления воздушным движением, требуемое время обновления данных составляет менее 5 секунд. Это требование ограничивает время приема и максимальную однозначно измеряемую дальность (см. Рисунок 1).

время вращения антенны
время облучения
количество отраженных
от цели импульсов
период следования импульсов
максимально возможное
время приема

Рисунок 1. Баланс времени радиолокатора

время вращения антенны
время облучения
количество отраженных
от цели импульсов
период следования импульсов
максимально возможное
время приема


Рисунок 1. Баланс времени радиолокатора

время вращения антенны
время облучения
количество отраженных
от цели импульсов
период следования импульсов
максимально возможное
время приема


Рисунок 1. Баланс времени радиолокатора

Поскольку обработка данных в этом обзорном радиолокаторе выполняется в реальном времени (с относительно небольшой постоянной задержкой), то время обновления данных зависит от периода вращения антенны. Чтобы иметь возможность измерять координаты одной и той же цели (то есть направлять на нее антенну) раз в 5 секунд, необходимо иметь скорость вращения антенны не менее чем 12 оборотов в минуту.

Как известно, время облучения, то есть время, за которое луч радиолокатора проходит по поверхности цели, в основном определяется шириной луча в горизонтальной плоскости и скоростью вращения антенны. Предположим, что ширина луча равна 1,6°, что соответствует хорошо спроектированной параболической антенне. Тогда, поделив угловую величину полного оборота антенны 360° на 1,6°, получим количество направлений, в которых положения диаграммы направленности антенны не пересекаются — 360°/1,6° = 225. Поделив 5 секунд на это количество направлений, получим время облучения одного направления 5/225 = 22,22 миллисекунды.

Требуемые показатели качества обнаружения (вероятность обнаружения, точность измерения координат) определяют необходимое количество отраженных от цели импульсов, участвующих в межпериодном накоплении. Предположим, что требуемое число импульсов, которые должны быть накоплены (проинтегрированы) равно 20. Следовательно, максимальный период следования будет равен 22,22/20 ≈ 1 миллисекунде. Принимая, что время приема меньше периода повторения, получим значение максимальной однозначно измеряемой дальности для обзорного радиолокатора менее 150 километров. Если в радиолокаторе применяется воббуляция периода повторения зондирующих импульсов для подавления «слепых» скоростей, то однозначную дальность будет определять наименьший из используемых периодов повторения. Таким образом, мы должны рассчитывать на значение периода повторения импульсов 0,8 миллисекунды вместо 1 миллисекунды. Следовательно максимальная однозначно измеряемая дальность равна 120 километрам или 65 морским милям.

Таким образом, мы можем видеть, что баланс времени очень важен при построении радиолокатора. При заданных параметрах конкретного радиолокатора баланс времени определяет его максимально достижимую дальность действия. Дополнительные измерения (например, высоты), которые требуют дополнительного времени и нарушают, тем самым, баланс времени радиолокатора, невозможны. Даже небольшие изменения в количестве накапливаемых отраженных от цели импульсов (как возможная мера для увеличения времени приема и достижения лучшей однозначно измеряемой дальности) оказывает негативное влияние на вероятность обнаружения радиолокатора.

Для увеличения дальности действия радиолокатора или реализации дополнительных измерений необходимо использовать качественно иные методы измерений и обработки сигналов, такие как моноимпульсная технология и / или цифровое диаграммообразование (цифровое формирование луча).