Файл: Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2020
Просмотров: 6049
Скачиваний: 170
комплекса. При постоянном векторе скорости сигнал имеет доплеровскую час
тоту, определяемую радиальной составляющей скорости цели V
r
:
Полоса частот сигнала в этом случае зависит от времени когерентной об
работки Т
с
При маневрировании цели и случайном изменении вектора скорости цели
полоса доплеровских частот сигнала определяется случайным (для БРЛС) ра
диальным ускорением цели:
В результате возможное время когерентной обработки сигнала Т
с
должно
быть меньше интервала корреляции сигнала x
k
:
Результаты экспериментальных исследований [11] полосы частот отра
женного сигнала в Х-диапазоне приведены ниже для одиночных, умеренно ма
неврирующих самолетов (при отсутствии маневра случайная величина ради
ального ускорения равна 0,1.. .0,2 g):
Самолет Полоса частот, Гц
МИГ-23 24,8
СУ-27 18,63
МИГ-31 8,0
Распределение плотности вероятности радиального ускорения и, соответ
ственно, ширины полосы частот имеет вид гауссовой кривой, СКО ширины
Af для одиночных самолетов равно 10 Гц. Полосы доплеровских частот от
раженных сигналов при групповом полете самолетов составляют (СКО шири
ны полосы частот для группы целей примерно равно 6 Гц):
Вид маневра Af
qm
Стационарный полет группы 10,8
Маневр группой 16,6
Догон в группе 11,35
При увеличении длины волны полоса частот уменьшается обратно про
порционально 7λ:
что позволяет увеличивать время когерентного накопления при переходе от
λ = 3 κ λ = 7εΜΒ пять раз.
Облако полуволновых диполей как ложная цель имеет объемную удель
ную ЭПР
где N - число диполей в одном кубическом метре (обычно меньше одного - трех).
Эффективная площадь рассеяния ЭПР облака диполей объемом У
д
, если
элемент разрешения РЛС больше облака, определяется равенством
Временные характеристики отраженного от облака сигнала определяются
СКО скоростей движения диполей σ
ν
.
Корреляционная функция сигнала облака диполей
Типовая величина СКО скоростей движения диполей σ
ν
=0,5.. .1,0 м/с.
Крупные стаи птиц (10 птиц в одном квадратном метре площади) могут
создавать ложные отметки цели. Средняя величина ЭПР птицы (средний вес
50... 100 г) зависит от диапазона волн. Так, в Х-диапазоне σ
π
=10" м, в
S-диапазоне σ
π
= 0 , 5 · 1 0 ~
3
Μ
2
и Р-диапазоне σ
π
=2·10~
5
Μ
2
. ЭПР крупной стаи
птиц в S-диапазоне может иметь а
ц
= 0,5 м
2
[5].
Скорость движения стаи птиц в основном определяется скоростью ветра и
в среднем составляет 5... 10 м/с.
2.3.2. Радиолокационные характеристики
морских целей
Основные (типовые) морские цели и их характеристики представлены в
табл. 2.6.
Величины ЭПР целей получены путем усреднения известных данных и
расчетным путем для Х-диапазона волн и горизонтальной поляризации.
Таблица 2.6
Морские цели
Авианосец типа Нимитц
Крейсер типа Тикондерога
Фрегат типа Перри
Катер Пегас
Подводная лодка, всплывшая
Длина, м
332,8
171,7
135,6
40,5
300
Ширина, м
78,4
16,8
13,7
8,6
30
ЭПР с носа, м
2
4-10
5
6 1 0
3
3-Ю
3
180
10
ЭПР с боку, м
2
3-Ю
6
3-Ю
5
3-Ю
4
1800
200
С увеличением длины волны ЭПР уменьшается. Коэффициенты уменьше
ния представлены ниже:
Диапазон волн Коэффициент уменьшения ЭПР
X 1,0
S 0,8
L 0,4
Ρ 0,2
ЭПР морских целей уменьшается также при волнении моря 5...6 баллов
примерно в два раза и при вертикальной поляризации - в 1,5 раза.
При волнении моря корабль рыскает по курсу и испытывает бортовую и
килевую качку, которая носит периодический характер. Угол отклонения ко
рабля от нормального положения определяется соотношением
где Т
к
- период колебаний.
Соответственно, периодически изменяются фаза и доплеровская частота
отраженного сигнала.
Временные характеристики сигнала (период колебаний), отраженного от
крупных морских целей, определяются конструкцией корабля и не зависят от
степени волнения моря.
Для крейсера период колебаний составляет 5...15 с, а для авианосца -
10...35 с [13]. С уменьшением водоизмещения корабля период колебаний име
ет случайный характер и зависит от степени волнения моря.
Колебания по курсу, крену и килю можно считать узкополосным случай
ным процессом. Интервал корреляции отраженного сигнала в Х-диапазоне со
ставляет 0,5...1,0 с. С ростом длины волны пропорционально увеличивается и
интервал корреляции.
Распределение плотности вероятности ЭПР целей полагают равным хи-
квадрату с четырьмя степенями свободы.
Как и у воздушных целей, наблюдается тенденция уменьшения ЭПР
за счет специальной конструкции корабля и использования поглощающих ма
териалов.
233. Радиолокационные характеристики наземных целей
Развитие техники АК РЛДН предполагает решение задач радиолокацион
ного наблюдения всех классов целей, в том числе малоразмерных наземных.
Характеристики основных малоразмерных наземных целей (размеры и ЭПР),
усредненные по многим типам целей, представлены в табл. 2.7 (Х-диапазон). В
S- и L-диапазонах ЭПР изменяется незначительно, а в Р-диапазоне - возрастает
в два-три раза.
Таблица 2.7
Наземные цели
Танки, БМП
Автомобиль, тягач
Пусковая установка ракет
Истребитель на стоянке
Бомбардировщик на стоянке
Размеры,
м χ м
7 x 4
7 x 3
1 0 x 5
12 χ 17
50 χ 40
ЭПР, м
2
4...20
7-15
20-40
3-15
20-100
При наблюдении целей, размеры которых превышают размер элемента
разрешения РЛС, в качестве ЭПР цели используют ЭПР элемента разрешении
цели σ
3
, которая определяется отношением геометрической площади цепи S
u
к
площади элемента разрешения 8S
n
:
Групповые цели (стоянка самолетов, танковые подразделения, батареи ра
кет и т. п.) характеризуются расстоянием между элементами цели в местах со
средоточения 70...120 м и на марше 30...50 м, а также максимальной скоро
стью движения (40 км/ч).
Самолеты на стоянке в зависимости от типа располагаются на расстояниях
40...75 м.
Время корреляции отраженного сигнала при движении наземной цели оп
ределяется прежде всего рельефом местности. Так, сигнал, отраженный от тан
ка, двигающегося по пересеченной местности, имеет интервал корреляции
0,2.. .0,3 с в Х-диапазоне.
С ростом длины волны время корреляции пропорционально увеличива
ется.
Статистические характеристики (распределение вероятностей) ЭПР мало
размерных наземных целей определяются законом «хи-квадрат» с четырьмя
степенями свободы.
2.3.4. Радиолокационные характеристики земной и водной поверхностей
Эффективная площадь рассеяния земной и водной поверхностей характери
зуется удельной величиной σ
0
ЭПР одного квадратного метра. В табл. 2.8 пред
ставлены величины удельной ЭПР различной земной и водной поверхностей, ус
редненных по многим справочным данным и собственным исследованиям.
Таблица 2.8
Объекты
Море, волнение
2 балла
Море, волнение
6 баллов
Взлетно-посадочная
полоса
Степь, зима, снег
Степь, лето, трава
Пустыня, камни,
песок
Лес
Угол
падения
10
20
50
10
20
50
10
20
50
10
20
50
3
10
20
50
10
20
50
10
20
50
λ = 3,0 см
гг
-40
-38
-35
-35
-30
-27
^ 0
-32
-20
-23
-17
-14
-35
-16
-15
-12
-18
-15
-12
-14
-14
-12
вв
-32
-28
-30
- 3 0
-25
- 2 2
-30
Ί
-24
-18
-23
-17
-14
-35
-16
-15
-12
-20
-17
-14
-14
-15
-12
λ = 10 см
ГГ
-А2
-39
-36
- 3 3
-29
-27
-40
-35
-25
-35
-30
-23
-35
-20
-19
-16
-30
-28
- 1 5
-21
-20
-14
ВВ
-40
-35
-33
- 3 0
-25
- 2 2
-35
-30
-23
-35
-30
-23
-35
-20
-19
-16
-35
-33
-15
-22
- 2 1
-14
λ = 23 см
ГГ
^15
-40
-38
-30
-29
- 2 8
^ 5
-40
-30
-33
-30
-23
-40
-28
-25
-20
-35
-30
-15
-25
- 2 0
-14
ВВ
^ 5
-40
-36
- 3 0
-25
- 2 3
-40
-36
-27
-35
-30
-23
-40
-28
-25
-20
-35
-30
- 1 7
-23
-18
- 1 4
λ = 70 см
ГГ
-50
-45
-35
- 3 5
-32
- 3 0
-60
-58
-55
-60
-55
-50
-60
-55
-53
-50
-45
-40
- 3 5
-35
-30
-25
ВВ
-50
^ 5
-А2
- 3 5
-32
- 3 0
-60
-58
-55
-60
-55
-50
-60
-55
-53
-50
^15
^ 0
- 3 5
-35
- 3 0
-25
Величина σ
0
определяется в основном соотношением размера неровно
стей поверхности и длины волны, а также углом падения и поляризацией
волны.
Неоднородности поверхности по высоте h характеризуются СКО высоты
a
h
и радиусом корреляции r
h
. Радиус корреляции значительно больше СКО
высот: r
h
= K
h
o
h
. Ниже даны значения K
h
для типовых местностей [13].