Таким образом, сигналы РЛО будут видны на экране ИКО судовой РЛС вместе с сигналами, отраженных от пассивных объектов.

Лекция 8

НАВИГАЦИОННЫЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С АКИВНЫМ ОТВЕТОМ

8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Радиолокационная система с активным ответом представляет собой импульсное приемо-передающее устройство релейного действия (ответчик), которое работает не самостоятельно и не непрерывно, а посылает ответные сигналы только после приема запросных импульсных сигналов судового радиолокатора.

Принятые ответчиком сигналы запросчика (судовой РЛС) усиливаются, преобразуются и приводят в действие передатчик ответчика.

Передатчик создает определенную кодовую комбинацию ответных сигналов, которые принимаются судовой РЛС и воспроизводятся на экране индикатора кругового обзора (ИКО) в виде определенного количества дуг, точек или радиальной линии в направлении на радиолокационный ответчик (РЛО).

По этим сигналам опознают РЛО и определяют расстояние и направление (азимут) на него.

Поскольку ответный сигнал поступает с некоторой задержкой во времени, то изображение сигналов ответчика на экране ИКО РЛС будет на несколько большем расстоянии, чем фактически находится ответчик.

Каждый тип РЛО регулируется на определенное постоянное время задержки, указываемое в навигационных справочниках, и вводится в виде постоянной поправки при определении расстояния до РЛО.

Использование РЛО на некоторых плохо обнаруживаемых объектах (целях) значительно увеличивает дальность радиолокационного наблюдения этих объектов.

Это происходит потому, что мощность сигналов запроса и ответа в этом случае уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. А не четвертой степени, как это имело место при приеме сигналов, отраженных от пассивных объектов.

Кроме того, сигналы РЛО не флюктуируют по амплитуде и не имеют флюктуаций фазового фронта подобно сигналам, отраженным от сложных объектов. Что также повышает дальность радиолокационного наблюдения и точность определения координат объектов, снабженных РЛО.

Дальность радиолокационного наблюдения (ДРН) системы с активным ответом в свободном пространстве определяется тем же методом, что и аналогичная дальность системы с пассивным ответом.

Плотность потока мощности, создаваемой судовой РЛС (запросчиком) у антенны ответчика, при условии, что запрос и ответ происходят на одной несущей частоте и для передачи и приема сигналов в ответчике используется одна и та же антенна, будет равна

,

где Р_И1 – мощность передатчика РЛС запроса (судовой РЛС);

G_A1 – коэффициент направленности антенны РЛС;

D – расстояние между РЛС и ответчиком.

Соответственно мощность запросных сигналов на входе приемника ответчика, согласованного с антенной, оказывается равной

,

где S_A2 – эффективная площадь антенны ответчика.

Тогда дальность радиолокационного наблюдения запросчика (судовой РЛС) в свободном пространстве будет определяться уравнением

, (8.1)

где Р_пр2(min) – чувствительность приемника РЛО (ответчика).

Под действием мощности Р_З запросного сигнала, превышающей чувствительность приемника РЛО (Р_З < Р_пр2(min)), возникает ответный сигнал, создающий на входе приемника запросчика (судовой РЛС) плотность потока мощности, равную

,

где Р_И2 – мощность передатчика ответчика;

G_A2 – коэффициент направленности ответчика.

Отсюда мощность ответных сигналов на входе приемника РЛС, согласованного с антенной, будет равна

,

где S_A1 – эффективная площадь антенны РЛС (запросчика).

Тогда максимальная дальность действия РЛО в свободном пространстве будет равна

, (8.2)

где Р_пр1(min) – чувствительность приемника запросчика.

При D > D_max1 сигналы РЛС не смогут запустить передатчик РЛО, а при D > D_max2 – ответный сигнал не будет обнаружен и воспроизведен ИКО РЛС на фоне флюктуационных помех.

Чтобы радиолокационная система с активным ответом была наиболее экономична в энергетическом отношении, следует выполнить условие

D_{max 1} = D_{max 2}, (8.3)

называемое уравнением оптимальной или сбалансированной РЛС.

Из уравнения (8.3) следует что

Р_И1 Р_пр1(min) = Р_И2 Р_пр2(min).

Это условие позволяет выбрать мощность передатчика и чувствительность приемника РЛО исходя из заданных характеристик РЛС.

Обычно чувствительность приемника РЛО выбирается не высокой, чтобы приемник не срабатывал от случайных сигналов.

Чтобы обеспечить прием ответных сигналов судовой РЛС, несущая частота РЛО не должна оставаться постоянной, а должна изменяться в определенных пределах.

Это позволяет упростить систему связи с РЛО, применяя один общий канал как для приема отраженных сигналов от пассивных объектов, так и для приема ответных сигналов РЛО.

Таким образом, сигналы РЛО будут видны на экране ИКО судовой РЛС вместе с сигналами, отраженных от пассивных объектов.

Современные радиолокационные системы с активным ответом, используемые в судовождении, разделяются на радиолокационные маяки-ответчики (РМО) и судовые радиолокационные ответчики (РЛО).

8.2. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ МАЯКИ-ОТВЕТЧИКИ (RACON)

РМО устанавливаются на береговых и плавучих маяках, на буях или в установленных местах, координаты которых точно известны.

Они применяются в основном для опознавания того или иного навигационного знака и определения места судна с помощью судовой РЛС.

Радиолокационный маяк-ответчик используется также для

опознавания участков слаборазличимой береговой черты;

опознавания подходов к берегу;

для указания временных навигационных опасностей;

обозначения мостов, створов и морских сооружений.