Определение энергетического потенциала РЛ ИП
Задание:
1.
Определить:
®
энергетический потенциал РЛ ИП;
®
характеристики бортовой антенны:
коэффициент затухания в атмосфере (соотношение сигнал/шум) и коэффициент усиления (направленного
действия) антенны ;
®
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:
®
Предельная чувствительность
приёмника при заданном соотношении
®
сигнал/шум:
®
Длина волны:
®
Эффективная отражающая поверхность
цели:
®
Интенсивность дождя:
®
Водность облаков или тумана:
®
Диаметр антенны : .
®
Поглощение в ясной атмосфере:
-
для 9мм – 0.12
Выполнение:
1.
Определяем
энергетический потенциал РЛ ИП:
;
.
2.
Определим
характеристики бортовой антенны:
Ø
коэффициент усиления
(направленного действия) антенны :
,
Эффективная
площадь приемной антенны равна:
Ø
коэффициент затухания в
атмосфере (соотношение сигнал/шум) :
для
свободного пространства справедливо выражение
а для среды с
затуханием
Т. к.
предельная чувствительность и остальные параметры РЛ ИП одинаковы, будем иметь:
или
Если
обозначить , то получим ,
.
Преобразовав
полученные выражения, будем иметь
.
Данное
уравнение решается графически график представлен на рисунке
1.
Для ЭОП цели– дальность до
цели в свободном пространстве
; ; ;
|
1
|
2
|
3
|
км
|
68,343
|
89,945
|
102,197
|
Учтя
затухания электромагнитной энергии на единицу расстояния в атмосфере, получим:
|
1
|
2
|
3
|
Дб
|
8,201
|
10,793
|
12,264
|
Определяем из
графика (рис. 1) соответствующий коэффициент затухания в атмосфере
|
1
|
2
|
3
|
|
0,5788
|
0,5223
|
0,4961
|
3.
Ø Определяем максимальную дальность РЛ ИП без учета
затухания в атмосфере по целям с различной эффективной отражающей поверхностью
(ЭОП).
Пусть
мощность является пороговой мощностью, при
которой реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая
требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.
; ; ; ;
Тогда
максимальная дальность действия РЛ ИП, без учета потерь в атмосфере, облаках,
дожде, тумане, снеге, будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
68343,44
|
89945,03
|
102197,28
|
График зависимости
(дальности обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей без учёта потерь в атмосфере и
гидрометеорах):
Ø
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 является пороговой мощностью, при
которой реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая
требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.
®
; ; ; ; ;
Тогда
максимальная дальность действия РЛ ИП, с учетом потерь в атмосфере будет иметь
вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
39557,18
|
52060,18
|
59152,79
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
®
; ; ; ; ;
Максимальная
дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
35695,78
|
46978,29
|
53377,64
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
®
; ; ; ; ;
Максимальная
дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
33905,18
|
44621,73
|
50700,07
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):
®
; ; ; ; ;
Максимальная
дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
39557,18
|
35697,15
|
33905,18
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
®
; ; ; ; ;
Максимальная
дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
52060,18
|
46980,09
|
44621,73
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
®
; ; ; ; ;
Максимальная
дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
59151,79
|
53379,68
|
50700,07
|
График
зависимости (дальность обнаружения и распознавания
цели РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):
Ø
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:
для длины
волны мм коэффициент ослабления радиоволн при
интенсивности дождя :
o
-;
o
– ;
o
–.
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ;
;
-с учётом интенсивности
дождя получаем
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
146,938
|
194,779
|
304,128
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
11
|
12
|
13
|
|
0,1235
|
0,1018
|
0,0742
|
Максимальная
дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях дождя с
различной интенсивностью:
g
|
11
|
12
|
13
|
|
0,1235
|
0,1018
|
0,0742
|
|
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 :
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ; ;
;
-с учётом интенсивности
дождя получаем
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
193,382
|
256,343
|
400,255
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
21
|
22
|
23
|
|
0,10232
|
0,0839
|
0,0607
|
Максимальная
дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях дождя с
различной интенсивностью:
g
|
21
|
22
|
23
|
|
0,10232
|
0,0839
|
0,0607
|
|
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:
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ; ;
;
-с учётом интенсивности
дождя получаем
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
219,724
|
291,262
|
454,778
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
31
|
32
|
33
|
|
0,09358
|
0,07657
|
0,05527
|
Максимальная
дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях дождя с
различной интенсивностью:
g
|
31
|
32
|
33
|
|
0,09358
|
0,07657
|
0,05527
|
|
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:
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная
дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях дождя с
постоянной интенсивностью будет
иметь вид:
|
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 :
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная
дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях дождя с
постоянной интенсивностью будет
иметь вид:
|
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 :
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная
дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях дождя с
постоянной интенсивностью будет
иметь вид:
|
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 :
Ø
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:
для длины волны коэффициент поглощения радиоволн при
водности туманов равен:
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ;
-с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана
с водностью получаем:
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
73,127
|
293,877
|
683,434
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
11
|
12
|
13
|
|
0,1944
|
0,07608
|
0,04067
|
Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях
туманов с различной водностью:
g
|
11
|
12
|
13
|
|
0,1944
|
0,07608
|
0,04067
|
|
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 :
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ; ;
;
-с учётом поглощения радиоволн в условиях
тумана с водностью получаем:
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
96,241
|
386,764
|
899,45
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
21
|
22
|
23
|
|
0,16339
|
0,06223
|
0,03294
|
Максимальная
дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях дождя с
различной интенсивностью:
g
|
21
|
22
|
23
|
|
0,16339
|
0,06223
|
0,03294
|
|
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:
®
Для ЭОП цели дальность до цели
в свободном пространстве
; ; ; ;
;
-с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана
с водностью получаем:
|
1
|
2
|
3
|
дб
|
109,351
|
439,448
|
1021,973
|
Определяем из
графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в атмосфере (соотношение
сигнал/шум):
g
|
31
|
32
|
33
|
|
0,15039
|
0,05669
|
0,02983
|
Максимальная
дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели в условиях дождя с
различной интенсивностью:
g
|
31
|
32
|
33
|
|
0,15039
|
0,05669
|
0,02983
|
|
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:
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях
тумана с постоянной водностью будет иметь вид:
|
1
|
2
|
3
|
м
|
11576,696
|
15235,79
|
17311,198
|
График
зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в
условиях дождя с постоянной интенсивностью :
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях
туманов с постоянной интенсивностью будет иметь вид:
|
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 :
®
; ; ; ;
Средний
коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с постоянной интенсивностью
и различной ЭОП целей:
Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в условиях
туманов с постоянной водностью будет иметь вид:
|
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 :