Из уравнения (1) следует, что

,

т.е. дальность действия радиолокатора тем больше, чем больше мощность излучения Р_и. Однако корень четвертой степени показывает, что существенное увеличение дальности может быть получено только за счет очень большого увеличения мощности передатчика. Так, для увеличения Д_max в два раза мощность излучения необходимо увеличить в 16 раз (2⁴ = 16).

Б. Влияние параметров антенны (G и S_a)

В РЛС для излучения и приема энергии используется одна антенна, для которой коэффициент усиления G и эффективная площадь S_aвзаимосвязаныследующим отношением

или .

Подставив в уравнение (1) значение S_a, получим

или Д _max ~ .

Отсюда следует, что увеличение Gявляетсяболее эффективным способом увеличения Д _max.

При неизменной длине волны l увеличение G достигается увеличением эффективной площади антенны S_a, которая пропорциональна геометрическим размерам антенны S_r:

где – коэффициент использования геометрической площади антенны.

Для многовибраторных антенн k = (0,3...0,4), для параболических антенн k = (0,5...0,7).

Увеличение S_r ограничено конструктивными соображениями.

В. Влияние параметров приемника (Р_пр.min)

Чувствительность приемника Р_пр.minопределяет минимальную мощность отраженного сигнала на входе приемника, при которой на выходе приемника сигнал различим на фоне шумов. Она связана с дальностью действия соотношением

из которого следует, что Д_max тем больше, чем выше чувствительность приемника (то есть меньше абсолютная величина Р_пр.min..

Г. Влияние эффективной отражающей поверхности цели (s)

Эффективная отражающая поверхность цели s учитывает:

- величину поверхности цели, ориентированной относительно диаграммы направленности антенны РЛС;

- длину волны РЛС l;

- коэффициент отражения материала, из которого выполнена цель;

- форму цели.

Поскольку s сложного объекта (ракеты, самолета и т.п.) рассчитать достаточно трудно, то практически её определяют экспериментальным путем. При расчетах можно использовать следующие данные в м².

Объекты	РЛС «см»	РЛС «м»
Тяжелый стратегический бомбардировщик
Истребитель-бомбардировщик	5...8	15...20
Ракета класса «воздух-земля»:
СРЭМ	0,01...0,1	0,5...2,5
СКЭД	0,1...1,0	1,0...5,0
Беспилотный самолет-разведчик	0,1...0,2
Автоматический аэростат	0,5...0,7

Соотношение дальности действия РЛС и параметров цели показывает

, что с увеличением s дальность обнаружения увеличивается, так как увеличивается мощность отраженного сигнала.

Примечание. Указать студентам, что вероятный противник при разработке новых самолетов стремится уменьшить эффективную отражающую поверхность.

В настоящее время РЛС ПВО обнаруживают цели с минимальной отражающей поверхностью.

В Ы В О Д

Дальность действия РЛС тем больше, чем больше мощность излучения Р_и, коэффициент усиления G и эффективная площадь антенны S_a , эффективная отражающая поверхность цели s и чем меньше абсолютная величина чувствительности приемника Р_пр.min.

Наибольший эффект для увеличения Д_max дает увеличение геометрических размеров антенны G и S_a, где для увеличения Д_max в два раза достаточно увеличить площадь антенны в 4 раза. Но геометрические размеры ограничиваются конструктивными особенностями антенных устройств. Наименьший эффект для увеличения Д_max дает увеличение Р_и ,s, Р_пр.min , так как для увеличения Д_max в два раза их надо увеличивать в 16 раз.

Второй учебный вопрос.

Предельная дальность прямой радиовидимости

Рассмотренное нами основное уравнение радиолокации, предназначенное для расчета дальности действия станции, справедливо только в том случае, если между станцией и целью существует прямая видимость. Причиной, ограничивающей дальность прямой видимости цели, а следовательно, и возможную дальность ее обнаружения, является кривизна земной поверхности (рис. 2.2, слайд 14, 19).

Так как радиоволны распространяются прямолинейно, то под линией горизонта (АС) образуется радиотень Если цель находится ниже линии горизонта (Ц2) , она не будет обнаружена РЛС, хотя дальность действия при прямой видимости может значительно превышать расстояние до этой цели. Обнаружены будут только те цели, которые находятся выше линии горизонта (Ц1), если расстояние до них не превышает дальность действия станции.

Предельная дальность видимости Д_пр зависит от высоты антенны h_a и высоты цели Н_ц относительно поверхности земли. Предельная дальность прямой видимости Д_пр можно определить как

(1)

где R_з - радиус земной поверхности, равный 6375 км.

Поскольку R_з во много раз больше h_a и Н_ц, то

(2)

Подставив в эту формулу величину R_з = 6375 км, получим

(3)

где Д_пр, h_a и Н_ц выражены в километрах.

При работе наземной РЛС по воздушным целям Н_ц >> h_a

(4)

Таблица Д_пр для разных высот полета цели

Нц, м							10 000
Дпр, км

Из формулы (4) и таблицы видно, что низколетящие цели могут быть обнаружены на меньших дальностях, чем высоколетящие.

Д_max для РЛС, работающих в системе противосамолетной обороны, не превосходит 500...600 км (Н_ц = 20...25 км. Н_ц для РЛС сверхдальнего обнаружения системы ПРО достигает 5000 км и более (Н_ц ракет = 1000 км и более. Для увеличения дальности действия наземных РЛС антенну обычно размещают на возвышенности. Формула (3) справедлива для свободного пространства без учета влияния атмосферы на распространение радиоволн.

Третий учебный вопрос.