Сибирский федеральный университет Военно-техническая подготовка Тема 4

Сибирский федеральный университет Военно-техническая подготовка Тема № 4. Общие сведения об изделии 1 РЛ 131. Занятие № 3. Зона обнаружения изделия 1 РЛ 131. Вид занятия - Лекция

Сибирский федеральный университет Цели занятия: 1). Уяснить принцип формирования зоны обнаружения в РЛС метрового диапазона 2). Уяснить требования предъявляемые к позиции РЛС 1 РЛ 131

Учебные вопросы: 1. Принципы построения обнаружения изделия 1 РЛ 131 зоны

Литература: 1. Подвижная радиолокационная станция П-18. Воениздат МО СССР. М-78, с. 4 -12 2. Руководство РТВ ПВО. Боевая работа на РЛС П-18. М-78, с. 3 -9 3. Устройство РЛС РТВ ВВС. РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ П-18 Р. Красноярск , СФУ 2012 г. 4. Устройство РЛС РТВ ВВС. Радиолокационная станция П-18 Р. Часть2. Альбом схем и рисунков. СФУ, 2012.

В формировании ДНА РЛС метрового диапазона в вертикальной плоскости принимает участие Земля. Размеры ровной площадки должны быть не меньше области, существенной для отражения радиоволн, и определяются, в основном, размерами первой зоны Френеля. Радиус ровной площадки RП на практике определяется из соотношения где hа – высота электрического центра антенны над поверхностью, λ – длина волны. Допустимая величина неровностей площадки определяется критерием Релея по формуле где – угол падения электромагнитной энергии.

Антенна, электрический центр который поднят над землей на высоту hа, формирует широкую в вертикальной плоскости ДНА, максимум который направлен под углом m к линии горизонта (рис. 1. 9, [1]). Напряженность электромагнитного поля прямой и отраженной волн, переходящих в любую удаленную точку (точка А для нашего случая) под углом места к линии горизонта, может быть записана в виде:

Рис. 1. 9. Влияние Земли на формирование ДНА в вертикальной плоскости

где – напряженность поля, которая была бы в точке А при угле 1=0 (т. е максимум ДНА направлен под углом ); F( ) – нормированная ДНА в вертикальной плоскости); 2 – угловое направление отраженной волны относительно углового направления максимума ДНА; – соответственно модуль и аргумент коэффициента отражения от земной поверхности (коэффициент Френеля); – сдвиг фаз между прямой и отраженной волнами в точке А, обусловленный разностью их хода до точки А.

Направления максимумов и минимумов функций и могут быть найдены из условия 2π (2 hа/ ) sin ε = nπ , n=0, 1, 2, 3, где нечетные n определяют направления максимумов, а четные – минимумов. Чем больше hа/ , тем уже лепестки и тем больше их число в результирующей диаграмме направленности. Лепестковый характер интерференционного множителя особенно выражен, если максимум ДНА ориентирован вдоль горизонта (εm=0). В этом случае при симметричной ДНА [ F(ε) = F(– ε) ]. и Вид результирующей диаграммы направленности, сформированная при участии Земли, для этого случая показан на рис. 1. 10, [1]. Глубина провалов при этом доходит до нуля, а в направлении максимумов напряженность поля удваивается по сравнению со случаем формирования диаграммы направленности в свободном пространстве.

Рис. 1. 10. Примерный вид результирующей ДНА, сформированной при участии земной поверхности

Следовательно, в направлениях максимумов дальность обнаружения цели увеличивается вдвое, что является положительным эффектом влияния земли. Однако наличие провалов в ДНА снижает качество проводки целей. Поэтому на практике принимаются специальные меры для исключения провалов или уменьшения их глубины, что достигается несколькими способами: - наклон электрической оси антенны. При этом наряду с уменьшением глубины провалов снижается значение коэффициента усиления в направлениях максимумов ДНА. Обычно выбирают угол наклона, равный 4. . . 6°. - использование разнесенных по высоте антенн. Данный способ применяется в РЛС дежурного режима с невысоким энергетическим потенциалом, в которых используются антенны типа «волновой канал» с небольшими вертикальными размерами.

Использование разнесенных по высоте антенн Поскольку угловые направления максимумов и минимумов зависят от отношения hа/λ, то верхнюю и нижнюю антенны располагают так, чтобы провалы в результирующей диаграмме направленности одной антенны перекрывались лепестками диаграммы направленности другой антенны (рис. 1. 11, [1]). Обе антенны запитываются от одного передатчика. Так как электромагнитные поля в соседних лепестках ДН одной и той же антенны противофазны (на рис. 1. 11 это показано знаками + и – ), то при синфазном питании антенн могут появиться провалы в новых направлениях. Во избежание этого антенны запитываются со сдвигом фаз =90°, либо в процессе обзора пространства производится коммутация питания с синфазного на противофазное для смещения по углу места провалов в ДНА. Такое техническое решение осуществлено в РЛС П -18 Р

Формирование результирующей ДНА с помощью разнесённых по высоте антенн Н Fв( ) e + e FН ( ) + + Д Рис. 1. 11

низ верх Соотношение фаз в лепестках диаграммы направленности при h. Н=3, 9 м; h. В=6, 35 м

ДНА этажей антенны в вертикальной плоскости при h. Н = 7, 9 м; h. В = 10, 35 м

ДНА при h. Н = 3, 9 м; h. В = 6, 35 м

ДНА при h. Н = 7, 9 м; h. В = 10, 35 м

Задание на самоподготовку: 1). Рассчитать максимальную дальность обнаружения во всём 2 диапазоне частот РЛС П-18 цели с ЭОП=10 м, Кш=2 (РПр. У); коэффициент различимости сигнала по мощности- = 3 Коэффициент усиления антенны G= 300 ; Температура воздуха -+17 С. 2). Определить дальности обнаружения цели РЛС П 18 с ЭОП =10 м На углах места в градусах: 1; 1, 5; 5; 9; 12. 2