Задание:
1. Определить:
. энергетический потенциал РЛ ИП;
. характеристики бортовой антенны: коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум) [pic] и коэффициент
усиления (направленного действия) антенны [pic];
. максимальную дальность РЛ ИП без учёта затухания в атмосфере, а
также
. в условиях дождя с различной интенсивностью, облаков и тумана с
различной водностью по целям с различной эффективной отражающей
поверхностью (ЭОП).
2. Построить соответствующие графики.
Исходные данные:
. Мощность импульса: [pic]
. Предельная чувствительность приёмника при заданном соотношении
. сигнал/шум: [pic]
. Длина волны: [pic]
. Эффективная отражающая поверхность цели: [pic]
. Интенсивность дождя: [pic]
. Водность облаков или тумана: [pic]
. Диаметр антенны : [pic].
. Поглощение в ясной атмосфере:
— для 9мм – [pic]0.12 [pic]
Выполнение:
1. Определяем энергетический потенциал РЛ ИП:
[pic];
[pic].
2. Определим характеристики бортовой антенны:
> коэффициент усиления (направленного действия) антенны [pic]:
[pic],
Эффективная площадь приемной антенны равна:
[pic]
[pic]
> коэффициент затухания в атмосфере (соотношение сигнал/шум) [pic]:
для свободного пространства справедливо выражение
[pic]
а для среды с затуханием
[pic]
Т. к. предельная чувствительность и остальные параметры РЛ ИП
одинаковы, будем иметь:
[pic] или [pic]
Если обозначить [pic], то получим [pic],
[pic].
Преобразовав полученные выражения, будем иметь
[pic].
Данное уравнение решается графически график [pic] представлен на
рисунке 1.
[pic]
[pic]
Для ЭОП цели[pic]– дальность до цели в свободном пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic]
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|км |68,343 |89,945 |102,197 |
Учтя затухания электромагнитной энергии на единицу расстояния в
атмосфере, получим:
|[pic] |1 |2 |3 |
|Дб |8,201 |10,793 |12,264 |
Определяем из графика (рис. 1) соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере
|[pic] |1 |2 |3 |
| |0,5788 |0,5223 |0,4961 |
3. ( Определяем максимальную дальность РЛ ИП без учета затухания в
атмосфере по целям с различной эффективной отражающей поверхностью
(ЭОП).
Пусть мощность [pic] является пороговой мощностью, при которой
реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая
требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.
[pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Тогда максимальная дальность действия РЛ ИП, без учета потерь в
атмосфере, облаках, дожде, тумане, снеге, будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
| м |68343,44 |89945,03 |102197,28 |
График зависимости [pic] (дальности обнаружения и распознавания цели
РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей без учёта потерь в атмосфере и
гидрометеорах):
[pic]
> Определяем максимальную дальность по целям для РЛ ИП
миллиметрового диапазона с учетом влияния поглощения и рассеивания
электромагнитной энергии в атмосфере с различной эффективной
отражающей поверхностью (ЭОП).
Пусть мощность [pic] является пороговой мощностью, при которой
реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая
требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Тогда максимальная дальность действия РЛ ИП, с учетом потерь в
атмосфере будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |39557,18 |52060,18 |59152,79 |
График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели
РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере
будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
| м |35695,78 |46978,29 |53377,64 |
График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели
РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере
будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |33905,18 |44621,73 |50700,07 |
График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели
РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере
будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
| м |39557,18 |35697,15 |33905,18 |
График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ
ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере
будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
| м |52060,18 |46980,09 |44621,73 |
График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ
ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере
будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |59151,79 |53379,68 |50700,07 |
График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ
ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
[pic]
> Определяем максимальную дальность РЛ ИП по целям с различной
эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) в условиях дождя с различной
интенсивностью.
Используем график зависимости коэффициента ослабления радиоволн от
частоты для дождя с различной интенсивностью рис.2:
[pic]
[pic]
для длины волны [pic]мм коэффициент ослабления радиоволн при
интенсивности дождя :
o [pic] ([pic];
o [pic] – [pic] ;
o [pic] –[pic].
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic]
[pic];
-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |146,938 |194,779 |304,128 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |11 |12 |13 |
| |0,1235 |0,1018 |0,0742 |
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
дождя с различной интенсивностью:
|? |11 |12 |13 |
| |0,1235 |0,1018 |0,0742 |
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |8440,415 |6957,362 |5071,083 |
График зависимости максимальной дальности РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью [pic]:
[pic]
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
[pic];
-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |193,382 |256,343 |400,255 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |21 |22 |23 |
| |0,10232 |0,0839 |0,0607 |
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
дождя с различной интенсивностью:
|? |21 |22 |23 |
| |0,10232 |0,0839 |0,0607 |
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |6992,9 |5734,01 |4148,45 |
График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:
[pic]
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
[pic];
-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |219,724 |291,262 |454,778 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |31 |32 |33 |
| |0,09358 |0,07657 |0,05527 |
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
дождя с различной интенсивностью:
|? |31 |32 |33 |
| |0,09358 |0,07657 |0,05527 |
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |6395,58 |5233,06 |3777,34 |
График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в
условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |7278,58 |9579,15 |10884,01 |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в
условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |5973,228 |7861,195 |8932,04 |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в
условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |4332,29 |5701,62 |6478,29 |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]
> Определяем максимальную дальность РЛ ИП по целям с различной
эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) в условиях облаков и тумана
с различной водностью.
Используем график зависимости коэффициента поглощения радиоволн от
частоты для туманов с различной водностью рис.3:
[pic]
[pic]
для длины волны [pic] коэффициент поглощения радиоволн при водности
туманов равен:
o [pic] –[pic];
o [pic] – [pic];
o [pic] –[pic].
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic]
[pic];
(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]
получаем:
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |73,127 |293,877 |683,434 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |11 |12 |13 |
| |0,1944 |0,07608|0,04067|
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
туманов с различной водностью:
|? |11 |12 |13 |
| |0,1944 |0,07608|0,04067|
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |13285,97|6843,02 |4156,36 |
График зависимости максимальной дальности РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью [pic]:
[pic]
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
[pic];
(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]
получаем:
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |96,241 |386,764|899,45 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |21 |22 |23 |
| |0,16339|0,06223|0,03294|
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
дождя с различной интенсивностью:
|? |21 |22 |23 |
| |0,16339|0,06223|0,03294|
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |11166,63|5597,28 |3366,38 |
График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:
[pic]
. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном
пространстве
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
[pic];
(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]
получаем:
|[pic] |1 |2 |3 |
|дб |109,351|439,448|1021,97|
| | | |3 |
Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум):
|? |31 |32 |33 |
| |0,15039|0,05669|0,02983|
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях
дождя с различной интенсивностью:
|? |31 |32 |33 |
| |0,15039|0,05669|0,02983|
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |10278,17|5098,98 |3048,54 |
График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной
ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в
условиях тумана с постоянной водностью [pic]будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |11576,69|15235,79|17311,198|
| |6 | | |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП
в условиях туманов с постоянной интенсивностью [pic]будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |4442,32 |5846,43 |6642,82 |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]
. [pic]
[pic]; [pic]; [pic]; [pic];
Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с
постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:
[pic]
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП
в условиях туманов с постоянной водностью [pic]будет иметь вид:
[pic]
|[pic] |1 |2 |3 |
|м |2356,48 |3101,3 |3523,76 |
График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям
с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:
[pic]