Содержание

РЛС — это… Что такое РЛС?

Радиолокационная станция (РЛС) или рада́р (англ. radar от Radio Detection and Ranging — радиообнаружение и дальнометрия) — система для обнаружения воздушных, морских и наземных объектов, а также для определения их дальности и геометрических параметров. Использует метод, основанный на излучении радиоволн и регистрации их отражений от объектов. Английский термин-акроним появился в 1941 г., впоследствии в его написании прописные буквы были заменены строчными.

История

В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаются различными материалами.

Одно из первых устройств, предназначенных для радиолокации воздушных объектов продемонстрировал 26 февраля 1935 г. шотландский физик Роберт Ватсон-Ватт, который примерно за год до этого получил первый патент на изобретение подобной системы.

Россия

В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привела к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя — М. Н. Тухачевского.

3 января 1934 года в СССР был успешно проведён эксперимент по обнаружению самолёта радиолокационным методом. Самолёт, летящий на высоте 150 метров был обнаружен на дальности 600 метров от радарной установки. Эксперимент был организован представителями Ленинградского Института Электротехники и Центральной Радиолаборатории. В 1934 году маршал Тухачевский в письме правительству СССР написал: «Опыты по обнаружению самолётов с помощью электромагнитного луча подтвердили правильность положенного в основу принципа». Первая опытная установка «Рапид» была опробована в том же же году

[1][2], в 1936 году советская сантиметровая радиолокационная станция «Буря» засекала самолёт с расстояния 10 километров[1][3]. В США первый контракт военных с промышленностью был заключён в 1939 году. В 1946 году американские специалисты — Реймонд и Хачертон, бывший сотрудник посольства США в Москве, написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии».[4]

Классификация радаров

По предназначению радиолокационные станции можно классифицировать следующим образом:

  • РЛС обнаружения;
  • РЛС управления и слежения;
  • Панорамные РЛС;
  • РЛС бокового обзора;
  • Метеорологические РЛС.

По сфере применения различают военные и гражданские РЛС.

По характеру носителя:

  • Наземные РЛС
  • Морские РЛС
  • Бортовые РЛС

По типу действия

  • Первичные или пассивные
  • Вторичные или активные
  • Совмещённые

По диапазону волн:

  • Метровые
  • Сантиметровые
  • Миллиметровые

Устройство и принцип действия Первичного радиолокатора

Первичный (пассивный) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, освещая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) этой волны от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении времени распространения сигнала.

В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик, антенна и приёмник.

Передающее устройство является источником электромагнитного сигнала высокой мощности. Он может представлять из себя мощный импульсный генератор. Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона — обычно магнетрон или импульсный генератор работающий по схеме: задающий генератор — мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны, а для РЛС метрового диапазона, часто используют — триодную лампу. В зависимости от конструкции, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.

Антенна выполняет фокусировку сигнала приёмника и формирование диаграммы направленности, а также приём отражённого от цели сигнала и передачу этого сигнала в приёмник. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающего устройства. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал, просачивающийся от передающего передатчика в приёмник не ослепил приёмник слабого эха, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.

Приёмное устройство выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.

Когерентные РЛС

Когерентный метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера, когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней.»

[5]

Импульсные РЛС

Принцип действия импульсного радара

Принцип определения расстояния до объекта с помощью импульсного радара

Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт только в течение очень краткого времени, короткий импульс обычно приблизительно микросекунда в продолжительности, после чего он слушает эхо, в то время как импульс распространяется.

Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, время прошедшее с момента, когда импульс посылали, ко времени когда эхо получено, — ясная мера прямого расстояния до цели. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того как импульс придёт обратно, это зависит от дальности обнаружения радара (данным мощностью передатчика, усилением антенны и чувствительностью приёмника).

Если бы импульс посылали раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели могло бы быть перепутано с эхом второго импульса от близкой цели.

Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса, обратная к нему величина — важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ) . Радары низкой частоты дальнего обзора, обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду (или Герц [Гц]). Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.

Устранение пассивных помех

Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами.

Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.

Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта — уменьшается).

Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах — радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) — импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая, движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах — черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.

СДЦ, работающие с постоянной частотой повторения импульсов, имеют фундаментальную слабость: они являются слепыми к целям со специфическими круговыми скоростями (которые производят изменения фаз точно в 360 градусов), и такие цели не отображаются. Скорость, при которой цель исчезает для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от частоты повторения импульсов. Современные СДЦ излучают несколько импульсов с различной частоты повторения — такой, что невидимые скорости в каждой частоте повторения импульсов охвачены другими ЧПИ.

Другой способ избавления от помех реализован в импульсно-доплеровских РЛС, которые используют существенно более сложную обработку чем РЛС с СДЦ.

Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС — это когерентность сигнала. Это значит, что посланные сигналы и отражения должны иметь определённую фазовую зависимость.

Импульсно-доплеровские РЛС обычно считаются лучше РЛС с СДЦ при обнаружении низколетящих целей во множественных помехах земли, это — предпочтительная техника, используемая в современном истребителе, для воздушного перехвата/управления огнём, примеры тому AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70 радары. В современном доплеровском радаре большинство обработки выполняется отдельным процессором в цифровом виде с помощью цифровых сигнальных процессоров, обычно используя высокопроизводительный алгоритм Быстрое преобразование Фурье для преобразования цифровых данных образцов отражений кое во что более управляемое другими алгоритмами. Цифровые обработчики сигналов очень гибки и используемые алгоритмы могут обычно быстро заменяться другими, заменяя только память (ПЗУ) чипы, таким образом быстро противодействуя техники глушения противника если необходимо.

Устройство и принцип действия Вторичного радиолокатора

Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается, от принципа Первичной радиолокации. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик, антенна, генераторы азимутальных меток, приёмник, сигнальный процессор, индикатор и самолётный ответчик с антенной.

Передатчик. Служит для излучения импульсов запроса в антенну на частоте 1030 МГц

Антенна. Служит для излучения и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации, антенна излучает на частоте 1030МГц, и принимает на частоте 1090 МГц.

Генераторы Азимутальных меток. Служат для генерации Азимутальных меток (Azimuth Change Pulse или ACP) и генерации Метки Севера (Azimuth Reference Pulse или ARP). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток(для старых систем), или 16384 Малых азимутальных меток (для новых систем), их ещё называет улучшенные малые азимутальные метки (Improved Azimuth Change pulse или IACP), а также одну метку Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток, при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.

Приёмник. Служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц

Сигнальный процессор. Служит для обработки принятых сигналов

Индикатор Служит для индикации обработанной информации

Самолётный ответчик с антенной Служит для передачи импульсного радиосигнала, содержащего дополнительную информацию, обратно в сторону РЛС при получении радиосигнала запроса.

Принцип Действия Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика, для определения положения Воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами на частоте P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Воздушные суда оборудованные ответчиками находящиеся в зоне действия луча запроса при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2 отвечают запросившей РЛС, Серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация типа Номер борта, Высота и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется растоянием между запросными импульсами P1 и P3 например в режиме запроса А (mode A), расстояние между запросными импульсами станции P1 и P3 равно 8 микросекунд, и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта. В режиме запроса C (mode C) расстояние между запросными импульсами станции равно 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут Воздушного судна определяется, углом поворота антенны, который в свою очередь определяется путём подсчёта Малых Азимутальных меток. Дальность определяется, по задержке пришедшего ответа Если Воздушное судно не лежит в зоне действия основного луча, а лежит в зоне действия боковых лепестков, или находится сзади антенны, то ответчик Воздушного судна при получении запроса от РЛС, получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3<P2, то есть импульс подавления больше импульсов запроса. Учитываю этот фактор ответчик запирается и не отвечает на запрос. Принятый от ответчика сигнал принимается и обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов, и выдачу информации конечному потребителю, и или на контрольный индикатор.

Плюсы вторичной РЛС, более высокая точность, дополнительная информация о Воздушном Судне (Номер борта, Высота), а также малое по сравнению с Первичными РЛС излучение.

См. также

Другие страницы

Литература и сноски

  1. 1 2 Поляков В. Т. «Посвящение в радиоэлектронику», М., РиС, ISBN 5-256-00077-2
  2. передатчик был установлен на крыше дома 14 по Красноказарменной улице, Москва, приёмник — в районе посёлка Новогиреево; присутствовали М. Н. Тухачевский, Н.Н.Нагорный, М. В. Шулейкин. Аппаратуру демонстрировал П. К. Ощепков.
  3. Испытания в Евпатории, группа Б. К. Шембеля
  4. http://www.young-science.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=215&Itemid=66
  5. Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. — Советское радио, 1977, № 5, с. 15-17.

Wikimedia Foundation. 2010.

Справочник по антеннам для радаров / Хабр

Статья на перевод предложена alessandro893. Материал взят с обширного справочного сайта, описывающего, в частности, принципы работы и устройство радаров.

Антенна – это электрическое устройство, преобразующее электроэнергию в радиоволны и наоборот. Антенна используется не только в радарах, но и в глушилках, системах предупреждения об облучении и в системах коммуникаций. При передаче антенна концентрирует энергию передатчика радара и формирует луч, направляемый в нужную сторону. При приёме антенна собирает возвращающуюся энергию радара, содержащуюся в отражённых сигналах, и передаёт их на приёмник. Антенны часто различаются по форме луча и эффективности.


Слева – изотропная антенна, справа – направленная




Дипольная антенна, или диполь – самый простой и популярный класс антенн. Состоит из двух одинаковых проводников, проводов или стержней, обычно с двусторонней симметрией. У передающих устройств к ней подаётся ток, а у принимающих – принимается сигнал между двумя половинами антенны. Обе стороны фидера у передатчика или приёмника соединены с одним из проводников. Диполи – резонирующие антенны, то есть их элементы служат резонаторами, в которых стоячие волны переходят от одного конца к другому. Так что длина элементов диполя определяется длиной радиоволны.

Диаграмма направленности

Диполи – это ненаправленные антенны. В связи с этим их часто используют в системах связи.


Несимметричная антенна представляет собой половину дипольной, и монтируется перпендикулярно проводящей поверхности, горизонтальному отражающему элементу. Коэффициент направленного действия монопольной антенны вдвое больше, чем у дипольной антенны удвоенной длины, поскольку под горизонтальным отражающим элементом нет никакого излучения. В связи с этим КНД такой антенны в два раза выше, и она способна передавать волны дальше, используя ту же самую мощность передачи.

Диаграмма направленности



Антенна Яги – направленная антенна, состоящая из нескольких параллельных элементов, расположенных на одной линии. Часто состоят из одного элемента-облучателя, обычно диполя или петлевого вибратора. Только этот элемент испытывает возбуждение. Остальные элементы паразитные – они отражают или помогают передавать энергию в нужном направлении. Облучатель (активный вибратор) обычно находится вторым с конца, как на картинке ниже. Её размер подбирается с целью достижения резонанса при наличии паразитных элементов (для диполя это обычно 0,45 – 0,48 от длины волны). Элемент слева от облучателя – отражатель (рефлектор). Он обычно длиннее облучателя. Отражатель обычно один, поскольку добавление дополнительных отражателей мало влияет на эффективность. Он влияет на отношение мощностей сигналов антенны, излучаемых в направлениях назад/вперед (усиление в максимальном направлении по отношению к противоположному). Справа от облучателя находятся элементы-директоры, которые обычно короче облучателя. У антенны Яги очень узкий диапазон рабочих частот, а максимальное усиление составляет примерно 17 дБ.

Диаграмма направленности



Тип антенны, часто используемой на УКВ и УВЧ-передатчиках. Состоит из облучателя (это может быть диполь или массив Яги), укреплённого перед двумя плоскими прямоугольными отражающими экранами, соединёнными под углом, обычно в 90°. В качестве отражателя может выступать лист металла или решётка (для низкочастотных радаров), уменьшающая вес и уменьшающая сопротивление ветру. У уголковых антенн широкий диапазон, а усиление составляет порядка 10-15 дБ.

Диаграмма направленности


Вибраторная логопериодическая (логарифмическая периодическая) антенна, или логопериодическая решетка из симметричных вибраторов


Логопериодическая антенна (ЛПА) состоит из нескольких полуволновых дипольных излучателей постепенно увеличивающейся длины. Каждый состоит из пары металлических стержней. Диполи крепятся близко, один за другим, и подключаются к фидеру параллельно, с противоположными фазами. По виду такая антенна похожа на антенну Яги, но работает она по-другому. Добавление элементов к антенне Яги увеличивает её направленность (усиление), а добавление элементов к ЛПА увеличивает её полосу частот. Её главное преимущество перед другими антеннами – чрезвычайно широкий диапазон рабочих частот. Длины элементов антенны относятся друг к другу по логарифмическому закону. Длина самого длинного из элементов составляет 1/2 от длины волны самой низкой из частот, а самого короткого – 1/2 от длины волны самой высокой частоты.

Диаграмма направленности



Спиральная антенна состоит из проводника, закрученного в виде спирали. Обычно они монтируются над горизонтальным отражающим элементом. Фидер соединяется с нижней частью спирали и горизонтальной плоскостью. Они могут работать в двух режимах – нормальном и осевом.

Нормальный (поперечный) режим: размеры спирали (диаметр и наклон) малы по сравнению с длиной волны передаваемой частоты. Антенна работает так же, как закороченный диполь или монополь, с такой же схемой излучения. Излучение линейно поляризуется параллельно оси спирали. Такой режим используется в компактных антеннах у портативных и мобильных раций.

Осевой режим: размеры спирали сравнимы с длиной волны. Антенна работает как направленная, передавая луч с конца спирали вдоль её оси. Излучает радиоволны круговой поляризации. Часто используется для спутниковой связи.

Диаграмма направленности



Ромбическая антенна – широкополосная направленная антенна, состоящего из одного-трёх параллельных проводов, закреплённых над землёй в виде ромба, поддерживаемого в каждой вершине вышками или столбами, к которым провода крепятся при помощи изоляторов. Все четыре стороны антенны одинаковой длины, обычно не менее одной длины волны, или длиннее. Часто используются для связи и работы в диапазоне декаметровых волн.

Диаграмма направленности


Двумерная антенная решётка


Многоэлементный массив диполей, используемых в КВ диапазонах (1,6 – 30 МГц), состоящий из рядов и столбцов диполей. Количество рядов может быть 1, 2, 3, 4 или 6. Количество столбцов – 2 или 4. Диполи горизонтально поляризованы, а отражающий экран располагается за массивом диполей для обеспечения усиленного луча. Количество столбцов диполей определяет ширину азимутального луча. Для 2 столбцов ширина диаграммы направленности составляет около 50°, для 4 столбцов — 30°. Главный луч можно отклонять на 15° или 30° для получения максимального охвата в 90°.

Количество рядов и высота самого нижнего элемента над землёй определяет угол возвышения и размер обслуживаемой территории. Массив из двух рядов обладает углом в 20°, а из четырёх – в 10°. Излучение двумерной решётки обычно подходит к ионосфере под небольшим углом, и из-за низкой частоты часто отражается обратно к поверхности земли. Поскольку излучение может многократно отражаться между ионосферой и землёй, действие антенны не ограничено горизонтом. В результате такая антенна часто используется для связи на дальние расстояния.

Диаграмма направленности



Рупорная антенна состоит из расширяющегося металлического волновода в форме рупора, собирающего радиоволны в луч. У рупорных антенн очень широкий диапазон рабочих частот, они могут работать с 20-кратным разрывом его границ – к примеру, от 1 до 20 ГГц. Усиление варьируется от 10 до 25 дБ, и часто они используются в качестве облучателей более крупных антенн.

Диаграмма направленности



Одна из самых популярных антенн для радаров – параболический отражатель. Облучатель располагается в фокусе параболы, и энергия радара направляется на поверхность отражателя. Чаще всего в качестве облучателя используется рупорная антенна, но можно использовать и дипольную, и спиральную.

Поскольку точечный источник энергии находится в фокусе, он преобразуется в волновой фронт постоянной фазы, что делает параболу хорошо приспособленной для использования в радарах. Изменяя размер и форму отражающей поверхности, можно создавать лучи и схемы излучения различной формы. Направленность параболических антенн гораздо лучше, чем у Яги или дипольной, усиление может достигать 30-35 дБ. Главный их недостаток – неприспособленность к низким частотам из-за размера. Ещё один – облучатель может блокировать часть сигнала.

Диаграмма направленности



Антенна Кассегрена очень похожа на обычную параболическую, но использует систему из двух отражателей для создания и фокусировки луча радара. Основной отражатель параболический, а вспомогательный – гиперболический. Облучатель находится в одном из двух фокусов гиперболы. Энергия радара из передатчика отражается от вспомогательного отражателя на основной и фокусируется. Возвращающаяся от цели энергия собирается основным отражателем и отражается в виде сходящегося в одной точке луча на вспомогательный. Затем она отражается вспомогательным отражателем и собирается в точке, где расположен облучатель. Чем больше вспомогательный отражатель, тем ближе он может быть к основному. Такая конструкция уменьшает осевые размеры радара, но увеличивает затенение раскрыва. Небольшой вспомогательный отражатель, наоборот, уменьшает затенение раскрыва, но его нужно располагать подальше от основного. Преимущества по сравнению с параболической антенной: компактность (несмотря на наличие второго отражателя, общее расстояние между двумя отражателями меньше, чем расстояние от облучателя до рефлектора параболической антенны), уменьшение потерь (приёмник можно разместить близко от рупорного излучателя), уменьшение интерференции по боковому лепестку для наземных радаров. Основные недостатки: сильнее блокируется луч (размер вспомогательного отражателя и облучателя больше, чем размер облучателя обычной параболической антенны), плохо работает с широким диапазоном волн.

Диаграмма направленности




Слева – антенна Грегори, справа — Кассегрена

Параболическая антенна Грегори очень похожа по структуре на антенну Кассегрена. Отличие в том, что вспомогательный отражатель искривлён в противоположную сторону. Конструкция Грегори может использовать меньший по размерам вспомогательный отражатель по сравнению с антенной Кассегрена, в результате чего перекрывается меньшая часть луча.


Как следует из названия, излучатель и вспомогательный отражатель (если это антенна Грегори) у офсетной антенны смещены от центра основного отражателя, чтобы не блокировать луч. Такая схема часто используется на параболических антеннах и антеннах Грегори для увеличения эффективности.

Антенна Кассегрена с плоской фазовой пластиной


Ещё одна схема, предназначенная для борьбы с блокированием луча вспомогательным отражателем,- это антенна Кассегрена с плоской пластиной. Она работает с учётом поляризации волн. У электромагнитной волны есть 2 компоненты, магнитная и электрическая, всегда находящиеся перпендикулярно друг другу и направлению движения. Поляризация волны определяется ориентацией электрического поля, она бывает линейной (вертикальной/горизонтальной) или круговой (круговой или эллиптической, закрученной по или против часовой стрелки). Самое интересное в поляризации – это поляризатор, или процесс фильтрации волн, оставляющий только волны, поляризованные в одном направлении или в одной плоскости. Обычно поляризатор изготавливают из материала с параллельным расположением атомов, или это может быть решётка из параллельных проводов, расстояние между которыми меньше, чем длина волны. Часто принимается, что расстояние должно быть примерно в половину длины волны.

Распространённое заблуждение состоит в том, что электромагнитная волна и поляризатор работают схожим образом с колеблющимся тросом и дощатым забором – то есть, к примеру, горизонтально поляризованная волна должна блокироваться экраном с вертикальными щелями.

На самом деле, электромагнитные волны ведут себя не так, как механические. Решётка из параллельных горизонтальных проводов полностью блокирует и отражает горизонтально поляризованную радиоволну и пропускает вертикально поляризованную – и на оборот. Причина следующая: когда электрическое поле, или волна, параллельны проводу, они возбуждают электроны по длина провода, и поскольку длина провода многократно превышает его толщину, электроны могут легко двигаться и поглощают большую часть энергии волны. Движение электронов приведёт к появлению тока, а ток создаст свои волны. Эти волны погасят волны передачи и будут вести себя как отражённые. С другой стороны, когда электрическое поле волны перпендикулярно проводам, оно будет возбуждать электроны по ширине провода. Поскольку электроны не смогут активно двигаться таким образом, отражаться будет очень малая часть энергии.

Важно отметить, что, хотя на большинстве иллюстраций у радиоволн всего 1 магнитное и 1 электрическое поле, это не значит, что они осциллируют строго в одной плоскости. На самом деле можно представлять, что электрические и магнитные поля состоят из нескольких подполей, складывающихся векторно. К примеру, у вертикально поляризованной волны из двух подполей результат сложения их векторов вертикальный. Когда два подполя совпадают по фазе, результирующее электрическое поле всегда будет стационарным в одной плоскости. Но если одно из подполей медленнее другого, тогда результирующее поле начнёт вращаться вокруг направления движения волны (это часто называют эллиптической поляризацией). Если одно подполе медленнее других ровно на четверть длины волны (фаза отличается на 90 градусов), то мы получим круговую поляризацию:

Для преобразования линейной поляризации волны в круговую поляризацию и обратно необходимо замедлить одно из подполей относительно других ровно на четверть длины волны. Для этого чаще всего используется решётка (четвертьволновая фазовая пластина) из параллельных проводов с расстоянием между ними в 1/4 длины волны, расположенных под углом в 45 градусов к горизонтали.
У проходящей через устройство волны линейная поляризация превращается в круговую, а круговая – в линейную.

Работающая по этому принципу антенна Кассегрена с плоской фазовой пластиной состоит из двух отражателей равного размера. Вспомогательный отражает только волны с горизонтальной поляризацией и пропускает волны с вертикальной поляризацией. Основной отражает все волны. Пластина вспомогательного отражателя располагается перед основным. Он состоит из двух частей – это пластина со щелями, идущими под углом в 45°, и пластина с горизонтальными щелями шириной менее 1/4 длины волны.

Допустим, облучатель передаёт волну с круговой поляризацией против часовой стрелки. Волна проходит через четвертьволновую пластину и превращается в волну с горизонтальной поляризацией. Она отражается от горизонтальных проводов. Она опять проходит через четвертьволновую пластину, уже с другой стороны, и для неё провода пластины ориентированы уже зеркально, то есть, будто бы повёрнуты на 90°. Предыдущее изменение поляризации отменяется, так что волна снова приобретает круговую поляризацию против часовой стрелки и идёт обратно к основному отражателю. Отражатель меняет поляризацию с идущей против часовой стрелки на идущую по часовой. Она проходит через горизонтальные щели вспомогательного отражателя без сопротивления и уходит в направлении целей вертикально поляризованной. В режиме приёма всё происходит наоборот.


Хотя у описанных антенн довольно большое усиление по отношению к размеру апертуры, у всех них есть общие недостатки: большая восприимчивость по боковым лепесткам (подверженность мешающим отражениям от земной поверхности и чувствительность к целям с низкой эффективной площадью рассеяния), уменьшение эффективности из-за блокирования луча (проблема с блокированием есть у малых радаров, которые можно использовать на летающих аппаратах; большие радары, где проблема с блокированием меньше, нельзя использовать в воздухе). В результате была придумана новая схема антенны – щелевая. Она выполнена в виде металлической поверхности, обычно плоской, в котором прорезаны отверстия или щели. Когда её облучают на нужной частоте, электромагнитные волны испускаются из каждого слота – то есть, слоты выступают в роли отдельных антенн и формируют массив. Поскольку луч, идущий из каждого слота, слабый, их боковые лепестки также очень малы. Щелевые антенны характеризуются высоким усилением, малыми боковыми лепестками и малым весом. В них могут отсутствовать выступающие части, что в ряде случаев является их важным преимуществом (например, при установке на летательных аппаратах).

Диаграмма направленности


Пассивная фазированная антенная решётка (ПФАР) [passive electronically scanned array, PESA]



Радар с МИГ-31

С ранних времён создания радаров разработчиков преследовала одна проблема: баланс между точностью, дальностью и временем сканирования радара. Она возникает оттого, что у радаров с более узкой шириной пучка повышается точность (увеличивается разрешение) и дальность при той же мощности (концентрация мощности). Но чем меньше ширина пучка, тем дольше радар сканирует всё поле зрения. Более того, радару с большим усилением потребуются антенны большего размера, что неудобно для быстрого сканирования. Для достижения практичной точности на низких частотах радару потребовались бы настолько громадные антенны, что их было бы затруднительно поворачивать с механической точки зрения. Для решения этой проблемы была создана пассивная фазированная антенная решётка. Она полагается не на механику, а на интерференцию волн для управления лучом. Если две или более волн одного типа осциллируют и встречаются в одной точке пространства, суммарная амплитуда волн складывается примерно так же, как складываются волны на воде. В зависимости от фаз этих волн интерференция может усиливать или ослаблять их.

Луч можно формировать и управлять им электронным способом, контролируя разность фаз группы передающих элементов – таким образом можно контролировать, в каких местах происходит усиливающая или ослабляющая интерференция. Из этого следует, что в радаре самолёта для управления лучом из стороны в сторону должно быть не менее двух передающих элементов.

Обычно радар с ПФАР состоит из 1 облучателя, одного МШУ (малошумящего усилителя), одного распределителя мощности, 1000-2000 передающих элементов и равного количества фазовращателей.

Передающими элементами могут быть изотропные или направленные антенны. Некоторые типичные виды передающих элементов:

На первых поколениях истребителей чаще всего использовались патч-антенны (полосковые антенны), поскольку их проще всего разрабатывать.

Современные массивы с активной фазой используют желобковые излучатели из-за их широкополосных возможностей и улучшенного усиления:

Вне зависимости от типа используемой антенны увеличение количества излучающих элементов улучшает характеристики направленности радара.

Как мы знаем, при одинаковой частоте радара увеличение апертуры приводит к уменьшению ширины пучка, что увеличивает дальность и точность. Но у фазированных решёток не стоит увеличивать расстояние между излучающими элементами в попытке увеличения апертуры и уменьшения стоимости радара. Поскольку если расстояние между элементами больше, чем рабочая частота, могут появляться побочные лепестки, заметно ухудшающие эффективность радара.

Самая важная и дорогая часть ПФАР – фазовращатели. Без них невозможно управлять фазой сигнала и направлением луча.

Они бывают разных видов, но в целом их можно разделить на четыре типа.

Фазовращатели с временной задержкой


Простейший тип фазовращателей. Сигналу на прохождение линии передачи нужно время. Эта задержка, равная фазовому сдвигу сигнала, зависит от длины линии передачи, частоты сигнала и фазовой скорости сигнала в передающем материале. Переключая сигнал между двумя или более линиями передач заданной длины, можно управлять фазовым сдвигом. Переключающие элементы – это механические реле, pin-диоды, полевые транзисторы или микроэлектромеханические системы. pin-диоды часто используются из-за высокой скорости, низких потерь и простых цепей смещения, обеспечивающих изменение сопротивления от 10 кОм до 1 Ом.

Задержка, сек = фазовый сдвиг ° / (360 * частота, Гц)

Их недостаток в увеличении фазовой ошибки с увеличением частоты и увеличении размера с уменьшением частоты. Также изменение фазы изменяется в зависимости от частоты, поэтому для слишком малых и больших частот они неприменимы.

Отражательный/квадратурный фазовращатель


Обычно это квадратурное устройство связи, разделяющее входной сигнал на два сигнала, различающихся по фазе на 90°, которые затем отражаются. Затем они комбинируются по фазе на выходе. Эта схема работает благодаря тому, что отражение сигнала от проводящих линий могут быть смещены по фазе по отношению к падавшему сигналу. Сдвиг по фазе изменяется от 0° (открытая цепь, нулевая ёмкость варактора) до -180° (цепь закорочена, ёмкость варактора бесконечна). Такие фазовращателя обладают широким диапазоном работы. Однако физические ограничения варакторов приводят к тому, что на практике сдвиг по фазе может достигать только 160°. Но для большего сдвига возможно комбинировать несколько таких цепей.

Векторный IQ-модулятор


Так же, как и у отражательного фазовращателя, здесь сигнал разделяется на два выхода с 90-градусным смещением фазы. Входящая фаза без смещения называется I-каналом, а квадратура с 90-градусным смещением называется Q-каналом. Затем каждый сигнал проходит через двухфазный модулятор, способный сдвигать фазу сигнала. Каждый сигнал подвергается сдвигу фазы на 0° или 180°, что позволяет выбрать любую пару квадратурных векторов. Затем два сигнала рекомбинируются. Поскольку затухание обоих сигналов можно контролировать, у выходящего сигнала контролируется не только фаза, но и амплитуда.

Фазовращатель на фильтрах верхних/нижних частот


Был изготовлен для решения проблемы фазовращателей с временной задержкой, не способных работать на большом диапазоне частот. Работает путём переключения пути сигнала между фильтрами верхних и нижних частот. Похож на фазовращатель с временной задержкой, только вместо линий передачи используются фильтры. Фильтр верхних частот состоит из последовательности индукторов и конденсаторов, обеспечивающих опережение по фазе. Такой фазовращатель обеспечивает постоянный сдвиг фазы в диапазоне рабочих частот. Также его размер гораздо меньше, чем у предыдущих перечисленных фазовращателей, поэтому он чаще всего используется в радарах.

Если подытожить, то по сравнению с обычной отражающей антенной, основными преимуществами ПФАР будут: высокая скорость сканирования (увеличение количества отслеживаемых целей, уменьшение вероятности обнаружения станцией предупреждения об облучении), оптимизация времени нахождения на цели, высокое усиление и малые боковые лепестки (тяжелее заглушить и обнаружить), случайная последовательность сканирования (сложнее заглушить), возможность использовать особые техники модуляции и обнаружения для извлечения сигнала из шума. Основные недостатки – высокая стоимость, невозможность сканирования шире 60 градусов в ширину (поле зрения стационарного фазового массива – 120 градусов, механический радар может расширить его до 360).

Активная фазированная антенная решётка [Active Electronically Scanned Array, AESA]


Снаружи АФАР (AESA) и ПФАР (PESA) отличить сложно, но внутри они кардинально различаются. ПФАР использует один или два высокомощных усилителя, передающего один сигнал, который затем делится на тысячи путей для тысяч фазовращателей и элементов. Радар с АФАР состоит из тысячи модулей приёма/передачи. Поскольку передатчики находятся непосредственно в самих элементах, у него нет отдельных приёмника и передатчика. Различия в архитектуре представлены на картинке.

У АФАР большинство компонентов, таких, как усилитель слабых сигналов, усилитель большой мощности, дуплексор, фазовращатель уменьшены и собраны в одном корпусе под названием модуля приёма/передачи. Каждый из модулей представляет собой небольшой радар. Архитектура их следующая:

Хотя АФАР (AESA) и ПФАР (PESA) используют интерференцию волн для формирования и отклонения луча, уникальный дизайн АФАР даёт много преимуществ по сравнению с ПФАР. К примеру, усилитель слабого сигнала находится рядом с приёмником, до компонентов, где теряется часть сигнала, поэтому у него отношение сигнал/шум лучше, чем у ПФАР.

Во-вторых, у обычного радара возможность уменьшения паразитной интерференции ограничена ошибками нестабильности аппаратуры. Больше всего в эти ошибки вносят вклад аналого-цифровой преобразователь, преобразователь с понижением частоты, усилителей высокой мощности, усилители слабых сигналов и генератор волн. У АФАР с распределённой группой усилителей высокой мощности и усилителей слабых сигналов такие ошибки можно уменьшать. В результате у АФАР повышается чувствительность в шумных условиях.

Более того, при равных возможностях обнаружения у АФАР меньше рабочий цикл и пиковая мощность. Также, поскольку отдельные модули АФАР не полагаются на один усилитель, они могут одновременно передавать сигналы с разными частотами. В результате АФАР может создавать несколько отдельных лучей, разделяя массив на подмассивы. Возможность работать на нескольких частотах приносит многозадачность и способность развёртывать системы радиоэлектронного подавления в любом месте по отношению к радару. Но формирование слишком большого количества одновременных лучей уменьшает дальность действия радара.

Два главных недостатка АФАР – высокая стоимость и ограниченность поля зрения 60 градусами.

Гибридные электронно-механические фазированная антенные решётки

Очень высокая скорость сканирования ФАР сочетается с ограничением поля зрения. Для решения этой проблемы на современных радарах ФАР располагаются на подвижном диске, что увеличивает поле зрения. Не стоит путать поле зрения с шириной пучка. Ширина пучка относится к лучу радара, а поле зрения – общий размер сканируемого пространства. Узкие пучки часто нужны для улучшения точности и дальности действия, а узкое поле зрения обычно не нужно.

radar beam — Translation into Russian — examples English

These examples may contain rude words based on your search.

These examples may contain colloquial words based on your search.

Interaction of microwave energy with materials depends not only on its frequency but also on the polarization of the radar beam.

Взаимодействие СВЧ-энергии с материалами зависит не только от ее частоты, но и от поляризации радиолокационного луча.

The radar emission power is very high, more than 1 MW in case of SBX. The radar beam is very narrow and may be instantly focused on fast-moving objects.

РЛС обладают колоссальной мощностью излучения — более мегаватта в случае SBX. Луч РЛС очень узконаправленный и способен мгновенно фокусироваться на быстро движущихся объектах.

Suggest an example

Other results

Already, we can direct radar beams out into space with the utmost accuracy.

They’ve been coming here ever since 1946… when scientists started bouncing radar beams off the moon.

Их постоянно замечают с 1946 года… когда учёные впервые обнаружили радарами мощные всплески с Луны.

The X-band components of the radar uses reciprocal ferrite phase shifters that allow the radar to position beams in around 1.2 ms.

Компоненты радара используют взаимосвязанные ферритовые фазовращатели, позволяющие манипулировать лучом с быстродействием около 1,2 миллисекунд.

(b) Radars with electronically controlled beam direction using phased array antennas.

Ь) РЛС с электронным управлением направленностью луча и фазированными антенными решетками.

(a) Radars with mechanically controlled beam direction using parabolic reflector antennas.

а) РЛС с механическим управлением направленности луча и параболическими антеннами.

Once the data are collected, the radar might return to the beam-park mode.

One problem with this approach is that radar signals often change in amplitude for reasons that have nothing to do with beam position.

Одной из проблем в таком подходе является то, что радиолокационные сигналы иногда изменяются по амплитуде по причинам, не имеющим ничего общего с положением луча.

The radar is embodied in a form of a three-dimensional radar, is provided with a spatial selectivity and an electronic beam stabilisation in a monitored area using a real time operating system.

Станция выполнена трехкоординатной, в ней осуществлена пространственная избирательность и электронная стабилизация лучей в зоне обзора, с использованием операционной системы реального времени.

Additionally, thanks to progress in electronics, PESAs added the ability to produce several active beams, allowing them to continue scanning the sky while at the same time focusing smaller beams on certain targets for tracking or guiding semi-active radar homing missiles.

Кроме того, благодаря прогрессу в области электроники, появилась возможность генерировать посредством одной ПФАР несколько активных лучей, что позволяет им продолжать просмотр неба и в то же время фокусировать меньшие лучи на определённых целях, например, для отслеживания или направления ракет с полуактивным радиолокационным самонаведением.

It is a 3D multi-beam and multi-mode fully coherent pulse Doppler search radar which functions in the S band (2-4 GHz).

Radar observations of defined space volumes in the beam-park mode of operation are providing data on the population density.

In the mixed mode, the radar would start in the beam-park mode and change to the tracking mode when an object passes the beam, thereby gaining more precise orbital data.

В смешанном режиме РЛС сначала работает в режиме фиксированного луча, а после того, как объект пересекает луч, переходит на режим слежения, что позволяет получить более точные данные об орбите.

The space debris population density is derived from radar observations of defined space volumes in the beam-park mode of operation.

6.7. 6.6 Navigational hazards and water supply engineering structures (sunken vessels, groynes, cross-beams, etc.) located in the river bed may also be marked by signs equipped with radar reflectors.

6.7 6.6 Навигационные препятствия и гидротехнические сооружения (затонувшие суда, буны, траверсы и т.п.), выступающие в русло реки, могут также обозначаться знаками с радиолокационными отражателями.

The space debris population density is derived from radar observations of defined space volumes in the beam-park mode of operation.

For the observation of meteoroids (e.g. Perseids and Leonids), the radar antenna points in the direction of the meteoroid stream radiant (beam-park mode of operation with compensation for the Earth’s rotation).

Для наблюдения метеорных потоков (например, Персеидов и Леонидов) антенна РЛС устанавливается в направлении радианта метеорного потока (режим фиксированного луча с компенсацией на вращение Земли).

The AIS VHF antenna should be installed with maximum horizontal distance from interfering high-power energy sources, such as radar, and if possible out of the way of their transmitting beam.

Антенна ОВЧ АИС должна устанавливаться на максимальном горизонтальном удалении от создающих помехи источников энергии высокой мощности, таких как радиолокационная станция, и по возможности не на пути их передающих лучей.

Assessments for the meteor rate during meteor storms are gained from radar measurements where the antenna points perpendicular to the expected meteor stream (beam-park mode of operation with compensation of the Earth rotation).

Оценки интенсивности метеорных потоков в период метеорных бурь производятся на основе радиолокационных замеров, при которых антенна направляется перпендикулярно ожидаемому метеорному потоку (режим работы с фиксацией луча с компенсацией вращения Земли).

РЛС «Океан-100»

Описание

Радиолокационная станция Х-диапазона предназначена для службы управления движением судов (СУДС) и береговых служб. «Океан-100» обеспечивает получение информации о навигационной обстановке с целью оперативного контроля за движением судов. Модельный ряд включает в себя радары, построенные на разных технологиях приемопередатчика (импульсные и твердотельные), антеннах различной длины, а также резервирование приемопередатчика. Модели, построенные на твердотельном приемопередатчике, способны обнаруживать объекты небольших размеров при сложных погодных условиях. Разнообразие антенн позволяет устанавливать РЛС в соответствии с требованиями для различных мест и применений. Встроенный в состав приемопередатчика блок обработки осуществляет первичную обработку радиолокационного сигнала и выдает данные потребителю в цифровом виде. Радары «Океан-100» – идеальное решение для освещения надводной обстановки в акваториях портов, прибрежных зонах, каналах и других водных пространствах.

Состав

Модельный ряд строится из следующих составных частей:

Приемопередатчики

Х-10 – импульсный приемопередатчик. Стандартное исполнение приемопередатчика, базирующееся на использовании магнетрона с высоковольтным модулятором.

Х-20 – твердотельный приемопередатчик. Приемопередатчик использует «сложный» сигнал и построен на твердотельном усилителе с максимальной выходной мощностью до 100 Вт. Данное сочетание позволяет при невысокой излучаемой мощности обнаруживать суда и прочие надводные объекты на дальностях не менее чем импульсный приемопередатчик с мощностью 35 кВт. Данные приемопередатчики обладают повышенной помехоустойчивостью от других радаров и метеоусловий.

Антенны

Антенный ряд включает 3 модификации с продольным размером 12, 18 и 21 фут, с параметрами, удовлетворяющими требованиям, предъявляемым к РЛС СУДС второй, первой и высшей категории. Антенный привод обеспечивает вращение антенн со скоростью 18 – 60 об/мин при скорости ветра до 50 м/с. Антенны собственного производства.

Волноводный коммутатор (ВК)

Предназначен для построения систем с резервированием приемопередатчика и служит для переключения антенны между основным и резервным приемопередатчиком.

Температура эксплуатации:

  • От -40 до +55°С или от -60 до +55°С (для станций с опцией «HTR»)
  • Антенное устройство сохраняет работоспособность при скорости ветра до 100 узлов.

Электропитание

  • Электропитание осуществляется от однофазной сети переменного тока 220В 50 Гц.
  • Автоматический ввод резерва (при работе с резервируемым питанием)
  • Защита от скачков, длительных перенапряжений и провалов напряжения, возникающих в результате аварий на линии (обрыв нуля, перехлёстывание проводов и пр.)
  • Варисторная защита от высоковольтных импульсных скачков сетевого напряжения (коммутационные помехи, удалённые грозовые разряды и пр.)
  • Дистанционное управление коммутацией питания.

Техническая информация

Параметры приемопередатчика

Модель

Х-10

Х-20

Тип

Импульсный

Твердотельный

Частота

от 9410 до 9460 МГц

Мощность

25 кВт

100 Вт

Регулировка мощности

нет

да

Тип модуляции

ИМ

ИФМ

Максимальная дальность

96 миль

Параметры антенного устройства

Модель

А-12

А-18

А-21

Продольный размер

12’

18’

21’

Ширина диаграммы направленности:
горизонтальная плоскость

0,9°

0,4°

0,35°

Ширина диаграммы направленности:
вертикальная плоскость

20°

20°

20°

Ослабление боковых лепестков

≥25 дБ

≥25 дБ

≥28 дБ

Поляризация

горизонтальная

Скорость вращения

18 ÷ 60 об/мин

Скорость ветра (рабочая)

≤50 м/с

С подробной информацией об изделии можно ознакомиться на сайте АО «Равенство»

Новая РЛС «Воронеж» оставила западные аналоги далеко позади

На боевое дежурство встали три радиолокационные станции нового поколения типа «Воронеж» — в Барнауле, Орске и Енисейске. Таким образом впервые в истории по всему периметру границ России создано сплошное радиолокационное поле системы предупреждения о ракетном нападении. Раньше были дырки. Сейчас их нет. Теперь мы контролируем каждый пуск баллистической ракеты или космического аппарата на расстоянии шести тысяч километров от наших границ. Станции уникальные. Коллектив их конструкторов пять лет назад получил в Кремле Государственную премию.

Имитация ракетного нападения — желтой точкой на карте мигает точка запуска где-то в Индийском океане, красной — предполагаемая цель атаки, Москва. На экран немедленно выводятся все сведения об объекте: тип, скорость, траектория. Сбить его теперь — лишь дело техники.

Радиолокационная станция «Воронеж» может одновременно сопровождать до пяти сотен объектов — от спутников до баллистических ракет — видит даже боевые блоки размером не больше футбольного мяча.

Одновременно введены в эксплуатацию три станции — в Барнауле, Орске и Енисейске. Всего в России их стало семь, и теперь впервые со времен Советского Союза над страной восстановлено единое радиолокационное поле системы предупреждения о ракетном нападении. От Африки до Северного Полюса, от Европы до западного побережья США — в секторе обзора российских РЛС едва ли не полмира.

«Для нас это очень серьезный успех, серьезный уровень развития технологии. И нужно заметить, что здесь применялись в основном отечественные технологии и отечественные электронная компонентная база. И — что самое главное — часть этой компонентной базы была разработана нашими предприятиями», — рассказал Сергей Боев, генеральный конструктор системы предупреждения о ракетном нападении.

Если старые, советского образца, РЛС прозвали «египетскими пирамидами» — впечатляющие, огромные, но строились десятилетиями — то «Воронеж» — это, скорее, современная быстровозводимая девятиэтажка.

«Еще полтора года назад было чистое поле на берегу Оби. За очень короткие сроки была создана новейшая станция по новым технологиям. Это технологии высокой заводской готовности», — отметил командир части Павел Кравченко.

Принципиальное отличие от всех предыдущих станций — оборудование привозят целыми блоками и на месте просто соединяют их в единое антенное полотно.

Сердце радиолокационной станции — антенна. Направлена на юго-восток, в сторону алтайской степи. За мигающие красные фонари лучше не заходить, поджаришься, как в микроволновке, а в остальном для человека и окружающей природы совершенно безопасна. Антенна больше всего напоминает жилой дом: лестничные пролеты, коридоры, даже лифт есть.

Приемно-передающие контейнеры — все равно что малогабаритные квартиры, в каждый можно войти, чтобы проверить находящееся в нем оборудование. Это нужно делать лишь время от времени, для профилактики, обычно РЛС работает в автоматическом режиме.

Станция устроена, как гигантский конструктор. В здании есть специальные отсеки, в которые вставляются радиоэлектронные комплексы. Модули монтируются между собой в любых комбинациях, а в случае необходимости их количество можно легко увеличить.

В Барнауле контейнеров пока 32, но планируется строительство станций, где таких блоков будет 240. Соответственно, вырастут и мощность, и зона обзора. Новые РЛС только запустили, а они уже увидели больше тридцати иностранных экспериментальных ракетных запусков, которые ни одна другая система обнаружения просто не заметила.

«Воронеж» превосходит американские аналоги по всем параметрам. Дальность действия у новейшего американского радара AN/FPS-132 — 5000 километров, у российской станции — 6000. Реагирует американская антенна на любые изменения в контролируемом пространстве за 60 миллисекунд, наша — всего за 40. Время, за которое обрабатываются все данные о движущемся объекте у американцев — 10 секунд, у нас — 6. Точность определения координат летящей со сверхзвуковой скоростью ракеты у американской ПВО — до 120 метров, у станции «Воронеж» — 11.

Радиолокационные станции у нас традиционно называют по именам рек: «Волга», «Днепр». И вот теперь «Воронеж» — РЛС нового поколения. Старые антенны, конечно, еще функционируют, но к концу десятилетия все их собираются заменить на такие вот «Воронежи». Планируют построить еще три — в Заполярье и на Дальнем Востоке. Российское небо — под надежной защитой.

Калькулятор радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости РЛС • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Радиогоризонт и дальность прямой видимости РЛС.
hr высота антенны РЛС,
ht высота цели,
dh радиогоризонт,
dt расстояние от точки касания луча РЛС поверхности Земли до цели,
D=dh + dt дальность прямой видимости,
R0 средний радиус Земли

Этот калькулятор определяет геометрическую дальность прямой видимости цели (без учета рефракции радиоволн в атмосфере) и дальность прямой радиовидимости цели по известным высоте антенны РЛС и высоте цели. Если высота цели равна нулю (наземная цель), то речь идет о геометрическом горизонте (без учета рефракции) и радиогоризонте (с учетом рефракции). Отметим, что в морском судовождении и в авиации дальность измеряется в морских милях. Морские мили удобно использовать в связи с тем, что они прямо связаны с географическими координатами — одна морская миля соответствует одной минуте географической широты. Этот и другие калькуляторы на TranslatorsCafe.com пригодятся не только инженерам и студентам технических специальностей, но и всем, кто хочет изучить технический английский, так как все они есть и в английской версии.

Пример: Рассчитать радиогоризонт радиолокационной станции (РЛС) и дальность прямой радиовидимости, если ее антенна поднята на высоту 10 м, а цель находится на высоте 15 м.

Входные данные

Высота цели

htметр (м)километр (км)фут

Высота антенны РЛС

hrкм

Выходные данные

Геометрический горизонт

dg  м   миля   морская миля (международная)

Радиогоризонт

dr  м   миля   морская миля (международная)

Геометрическая дальность прямой видимости цели

Dg  м   миля   морская миля (международная)

Дальность прямой радиовидимости цели

Dr  м   миля   морская миля (международная)

Для расчета введите величины в соответствующие поля, выберите британские или метрические единицы и нажмите на кнопку Рассчитать.

Радиогоризонт РЛС определяется как расстояние от антенны до места, в котором луч РЛС «касается» земной поверхности. При этом цели, находящиеся ниже линии, соединяющей точку касания и антенну РЛС, обнаружить невозможно. Для облегчения расчетов предположим, что Земля представляет собой идеальную сферу с радиусом R0=6 371.009 км. Предположим также (пока), что в атмосфере отсутствует рефракция, которую мы рассмотрим позднее. На рисунке выше коричневая окружность представляет собой поверхность Земли. Антенна РЛС поднята на высоту hr, а цель летит на высоте ht. Синяя линия прямой видимости обозначена dtdt, где dt — расстояние от точки касания до цели, D = dh + dt — геометрическая дальность прямой видимости цели. Отметим наличие прямых углов между линией прямой видимости и радиусом Земли в точке касания. Это означает, что у нас имеется два прямоугольных треугольника. По теореме Пифагора имеем:

и

Если величины hr и ht малы по сравнению с радиусом Земли, эти выражения можно упростить:

и

Для значений hr<250 км и ht<250 км ошибка составляет менее 1%. То есть, используя полученные формулы, мы можем рассчитывать радиогоризонт для спутников и космических станций на околоземной орбите.

Геометрическая дальность прямой видимости цели Dg определяется по формуле:

Эта формула используется в нашем калькуляторе для расчета геометрической дальности прямой видимости. Например, по этой формуле геометрический (визуальный) горизонт до РЛС на 30-метровой мачте или вышке будет приблизительно равен 20 000 м. Отметим, что в приведенных выше формулах все величины должны быть в одних и тех же единицах длины и расстояния.

Показатель преломления атмосферы n уменьшается с высотой и из-за этого радиоволны изгибаются вниз, к поверхности Земли; n1 — рефракция меньше, n2 — рефракция больше

Теперь попробуем учесть рефракцию электромагнитных волн, распространяющихся в атмосфере. В стандартной атмосфере (что такое стандартная — обсудим позже) температура и давление воздуха понижаются с увеличением высоты, так как воздух в верхних слоях атмосферы более разреженный. В результате показатель преломления атмосферы с высотой уменьшается. В связи с атмосферной рефракцией, электромагнитные волны изгибаются вниз и, таким образом, могут распространяться за геометрический горизонт. Это изгибание уменьшает зону тени РЛС и в то же время приводит к ошибкам при измерении расстояния и высоты цели.

Наша модель распространения радиоволн будет проще, если мы предположим, что радиоволны распространяются по прямым линиям в стандартной атмосфере. Для этого нужно предположить, что радиус Земли больше, чем на самом деле. Расчеты показывают, что если увеличить радиус Земли в 4/3 раза, рефракцией можно будет пренебречь. Таким образом, приведенная выше формула для дальности прямой радиовидимости цели с учетом рефракции Dr будет такой:

Эта формула и используется в нашем калькуляторе для определения радиогоризонта и дальности прямой радиовидимости цели.

Антенна бортовой метеонавигационной радиолокационной станции, установленная под обтекателем в носовой части самолета Боинг-747, и дисплей этой станции в кабине пилотов. На дисплее можно наблюдать изображения опасной грозовой и кучево-дождевой облачности. Если самолет летит на высоте 33 000 футов или 10 000 метров, то радиогоризонт будет равен 412 км или 222 морских мили

Атмосфера считается «стандартной», если отсутствует инверсия температуры и влажности, которые обычно приводят к аномальному распространению радиоволн и образованию атмосферных волноводов. Атмосферные волноводы могут образовываться в тех случаях, когда температура необычно быстро увеличивается с высотой. При этом концентрация водяного пара в воздухе быстро уменьшается с высотой. Например, в ясную летнюю ночь поверхность земли может быстро охладиться, что приведет к охлаждению слоя воздуха возле нее. Таким образом, получается, что сразу над землей имеется слой холодного воздуха, а над ним более теплый воздух. Такое явление называется температурной инверсией, то есть температура с высотой не уменьшается, как обычно, а, наоборот, увеличивается. В таких случаях электромагнитные волны изгибаются вверх.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Мобильный трехкоординатный радиолокатор 36Д6-М

Диапазон рабочих частот

S

Пределы работы станции:

 

по дальности, в зависимости от режима:

 

Минимальная, км

3.5; 7;   14

Максимальная, км

90, 180, 360

по азимуту, град

360

по углу места, град

0 – 30

по высоте, км

20

Период обзора, сек:

 

при угле места до 6º

5, 10, 20

при угле места до 30º

10, 20

Дальность обнаружения воздушного объекта типа «тактический истребитель», км:

 

При высоте полёта 100 м

42

При высоте полёта 1000 м

110

При высоте полёта 10 … 20 км

300 – 350

Точность определения координат ВО:

 

По азимуту, мин

15

По дальности, м

100

По высоте (при дальности £ 90 км), м

£ 400

Подавление отражений от местных предметов, дБ

³ 48 –50

Количество одновременно сопровождаемых трасс

150 – 200

Аппаратура опознавания

Встроенная

Количество транспортных единиц

2 (полуприцеп с аппаратурой и электростанция)

Время свёртывания (развёртывания), час

< 0,5

РЛС транспортируется автомобильным, железнодорожным, водным и авиационным транспортом

 

Основы радара | Технология ФУРУНО

Как работает радар

Что такое радар?

Радар (Радиообнаружение и определение дальности) — это прибор, который может обнаруживать окружающие объекты с помощью радиоволн. Таким образом, в морском мире такие объекты, как корабли, буи или птицы, могут быть обнаружены с помощью радаров. Использование коротковолновых микроволн позволяет очень точно измерять направление обнаружения объекта и расстояние, на котором он находится. Помимо морской области, радары имеют множество других применений, таких как метеорология и воздушное наблюдение.Радары также широко используются в повседневной жизни, например, для измерения скорости автомобилей на дороге или скорости теннисного мяча на корте.

Принцип аналогичен эхо

Хотя Радар использует не звуковые волны, а коротковолновые микроволны, принцип работы Радара такой же, как и у звука. При соприкосновении с объектом волны отражаются, и таким образом можно точно рассчитать расстояние до цели и ее направление.Затем эта информация помещается в виде визуальных данных на экран, чтобы ее можно было прочитать. Предположим, что волна направлена ​​в одном конкретном направлении.

Волна проходит через окружающую среду по прямой линии, но когда она сталкивается с объектом на своем пути, она отражается, и часть этой волны возвращается в исходное положение. Это явление называется отражением. Именно время, необходимое для возврата этого эха, поможет точно определить расстояние, на котором находится объект.Пеленг на цель определяется направлением, откуда возвращается отраженный эхосигнал. Сканер Marine Radar вращается на 360 градусов вокруг своей вертикальной оси с помощью специального механизма. Поскольку мы знаем направление, в котором направлена ​​антенна при передаче энергии радара, мы знаем пеленг целей на пути этого луча энергии. Чем острее луч, тем точнее можно определить пеленг цели.

В морской области анализ эха позволяет получить множество информации путем вычислений и логических выводов, например, движется ли объект, приближается или неподвижен.Функции анализа сигналов, такие как «Анализатор целей», даже позволяют легко различать эти эхо-сигналы с помощью цветовых кодов в соответствии с их движением. Другие функции, такие как «След эха», позволяют четко визуализировать движение эха.

Интерпретация экрана морского радара

Как рассчитать расстояние до цели?

При расчете расстояния между Радаром и объектом необходимо учитывать, что время (T), измеренное между излучением волны и приемом ее эха, равно времени прохождения этой волны туда и обратно, поскольку волна отскочил от этого объекта. Чтобы рассчитать расстояние (D) между радаром и объектом, время (T) необходимо разделить на два.

D = 1/2 × сТ
D: Расстояние между радаром и целевым объектом
c: Скорость света 3 × 10 8 м/с
T: время, прошедшее между первым излучением и приемом эха

Поскольку радары используют электромагнитные волны, движущиеся со скоростью света, они имеют преимущество очень быстрой обработки информации.

О пульсовой волне

Радары излучают микроволны пульсирующим образом, и эти волны называются прямоугольными. Полезность импульсных волн заключается в способности точно определять расстояние, позволяя при этом принимать энергию, возвращаемую от радиолокационных целей на пути излучаемой волны.

Радар повторно передает импульсные волны в фиксированном цикле. Ширина импульса импульсной волны и частота ее повторения определяются расстоянием, на котором находится цель.Рассмотрим волну, длительность импульса которой составляет 0,8 микросекунды. Если частота установлена ​​на 840 Гц, то эта волна шириной 0,8 микросекунды будет повторяться 840 раз в течение одной секунды.

Направленность антенного блока

Если расстояние до цели можно узнать, измерив время, прошедшее до приема отраженной волны, то направление, в котором находится объект, можно определить с помощью направленной антенны. Хотя антенны, используемые на кораблях, вращаются на 360°, их чрезвычайно точная направленность (т.е. угол точности антенны) позволяет определить местонахождение цели с очень высокой точностью. Однако, поскольку отраженные сигналы чрезвычайно слабы по сравнению с переданным сигналом, необходимо усилить эти сигналы с помощью усилителя, чтобы их можно было экспортировать в визуальные данные.

Линия прямой видимости Радара

Радиолокационные волны распространяются вдоль поверхности Земли, но из-за эффекта дифракции эти волны распространяются слегка искривленным образом.Степень дифракции определяется многими факторами, включая плотность атмосферы. В целом кривая дифракции позволяет волне выйти за пределы луча зрения примерно на 6%.

Д ≒ 2,2(√h2 + √h3)
D: Радар прямой видимости (м.м.)
h2: Высота, на которой установлен радар (м)
h3: Высота объекта, реверберирующего сигнал (м)

Например, если предположить, что высота, на которой расположена антенна на лодке, равна 16 м, а высота обнаруживаемого объекта — 9 м, то дальность прямой видимости РЛС составит около 15 морских миль.Дальность действия радара можно увеличить, просто установив антенну выше, и точно так же, чем выше высота объекта, тем дальше его можно обнаружить.

Антенна радара – обзор

Мы предполагаем, что цель представляет собой твердое тело в дальней зоне антенны радара и характеризуется определенным количеством доминирующих рассеивателей. Для частоты передачи f o = c / λ эхо от k -го рассеивателя равно

(14.o.rk′(t)/λ,

, где R o = | r или |. Движение твердого тела всегда можно выразить как сумму переноса одной из его точек плюс вращение тела вокруг этой точки. Каждая процедура визуализации или классификации должна применять некоторую компенсацию движения, и, как правило, сначала компенсируется поступательное движение. Эта операция выполняется путем умножения эхо-сигнала радара на эталонный сигнал, согласованный с эхо-сигналом от одного доминирующего рассеивателя, и повторной выборки данных по дальности для удаления любой миграции дальности рассеивателя, принятой в качестве эталона.o.qk (t) / λ, k = 1, …, k-1,

где Q K ( T ): = R K ( t ) − r 0 ( t ). При ограничении твердого тела векторы q k ( t ) могут только вращаться, а матрица вращения одинакова для всех точек, принадлежащих цели. Дифференциальное уравнение, характеризующее вращение общего вектора q k ( t ), равно

(14.2.5)dqk(t)dt=ω(t)×qk(t),

где ω ( t ) — вектор, содержащий мгновенные пульсации тангажа, крена и рыскания ( ω 1 p 1 ( T ( T ), ω R R ( T ), ω y y ( T )) и × Обозначает вектор (кросс) продукт. Предполагая постоянную пульсацию, т.е.е., Ω = ωp2 + ωr2 + ωy2, и дан исходное положение Q K (0) = Q K из вектора T 0 = 0, решение уравнения. (14.2.5) есть

(14.2.6)qk(t)=ak+bkcos(Ωt)+ckΩsin(Ωt),

где векторы a k к , с к есть

(14. дуб.

Важно отметить, что мгновенная фаза каждого эха содержит постоянный член плюс синусоидальный вклад, имеющий одинаковую частоту для всех рассеивателей, но разные амплитуды и начальные фазы. Это следствие ограничения твердого тела.

Индивидуальные решения для точного удовлетворения ваших потребностей в радиолокационной антенне

Найдите идеальное решение для антенны с помощью нашего эффективного анализа покрытия

Для того, чтобы понять, какие антенны радара вам нужны для полного охвата вашего района, необходимо провести профессиональный анализ сайта.Мы анализируем потребности для вашего приложения и помогаем вам найти лучшее и наиболее рентабельное решение для радара.

После того, как наш всесторонний анализ покрытия показал, как выглядит идеальная установка антенны радара, мы тесно сотрудничаем с вами, чтобы настроить детали идеального решения для оборудования. Возможные варианты: антенны, фокусирующиеся вверх или вниз; количество отражений; круговая, вертикальная или горизонтальная поляризация; и различные формы вертикального луча.Вместе мы найдем правильное решение для ваших потребностей в покрытии, которое также отвечает вашим экологическим требованиям.

Откройте для себя наши возможности

Анализ покрытия — узнайте свою идеальную настройку

Наш анализ покрытия — это первый шаг, когда речь идет об инвестировании в правильное антенное решение.После того, как мы проведем анализ вашего сайта, мы предоставим отчет, в котором будет показано все, что вам нужно знать. Это включает в себя нормативные стандарты, условия окружающей среды, расчет безопасности и другие факторы, влияющие на вашу идеальную установку.

Сигналы высокого разрешения — оптимизированная четкость и обнаружение

С нашей антенной высокого разрешения вы получаете оптимальную четкость и обнаружение мелких целей. В наших радиолокационных системах используются линейные антенные решетки, оптимизированные для высокого разрешения, низких боковых лепестков, хорошей защиты от непогоды и высокой надежности.Антенны предлагают ряд интеллектуальных функций.

Различные формы вертикальных балок

Идеальная форма луча для вашей установки зависит от конкретного места и его требований (например, требуется ли обнаружение на близком расстоянии вверх или вниз). Поэтому мы производим антенны с различными формами вертикального луча: веерный луч, Cosec2 и обратный Cosec2. Лучи cosec обеспечивают высокую эффективность антенны с широким охватом по углу места. Подходящая конфигурация выбирается в соответствии с потребностями конкретного сайта.

Радар

Программные приемопередатчики высокого разрешения

Решения Terma для приемопередатчиков являются модульными, универсальными и масштабируемыми. Они созданы и разработаны для полной интеграции со сторонними системами.

Узнать больше

Связанные решения

Наши антенные решения дополняют развертывание радаров в следующих сегментах.

Решение

СУДС и береговая охрана

Четкое изображение ситуационной осведомленности с высоким разрешением обеспечивается за счет адаптивного подавления помех от моря и суши нашего радара SCANTER — независимо от погодных условий.

Узнать больше Арне В. Петерсен — Аэропорт Копенгагена

Решение

Радар наземного движения аэропорта

Одним из решений, которое мы используем для удовлетворения потребностей аэропортов в антеннах, является наша антиобледенительная антенна, идеально подходящая для холодной погоды.

Узнать больше Рон Чаппл Сток

Решение

Ключевая инфраструктура

Наши антенные решения для радаров применяются в рамках комплексной защиты аэропортов и других важных объектов инфраструктуры.

Узнать больше

Решение

Ветряные электростанции

Ветряные турбины оказывают значительное влияние на радиолокационное оборудование.Благодаря таким функциям, как управление препятствиями и межтурбинный обзор, мы предлагаем решения.

Ветряные электростанции

Решение

Морской радар наблюдения

Наши передовые технологии обработки сигналов и высокопроизводительные антенны специально разработаны для обнаружения небольших целей в неблагоприятных погодных условиях. Они используются военно-морскими силами по всему миру.

Узнать больше

Furuno радар антенна


90 363
Furuno DRS2DNXT 19″ Твердотельный доплеровский радар с Target Analyzer & Fast Target Tracking

Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno DRS4D-NXT 36NM 24 «Твердый государственный допплерный радар



Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno DRS4DL + RADAR DOME, 4KW, 19 «36nm


9007

Furuno Drs12anxt / 3 100 Вт твердотельный допплерный радар с целевым анализатором и Быстрое отслеживание целей, с 3. 5 ‘Антенна



Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno Drs12anxt / 4 100 Watt твердотельный допплерный радар с целевой

Совершенно новый с заводской гарантией



Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno Drs25anxt / 3 200 Watt Solid-Государственный допплерный радар с целевым анализатором и быстрым целевым отслеживанием , с 3.5 ‘Antenna





Furuno Drs25anxt / 4 200 ватт твердотельный допплерный радар с целевым анализатором и быстрой целевой отслеживанием, с 4′ Antenna

С заводской гарантией

Furuno Drs25anxt / 6 200 Watt Твердый государственный допплерный радар с целевым анализатором и быстрой целевой отслеживанием, с 6 ‘антенны

Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno DRS6AX/3 6 кВт, 96 нм радарная антенна X-класса с 3. 5 ‘Открытый массив



Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno Drs6ax / 4 6KW 96NM X-Class Radar Andenna с 4 «Открытый массив Drs6ax / 4



Furuno DRS6AX / 6 6KW 96nm X-Class Radar Andenna с 6 ‘Open Array

Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno Drs12ax / 3 12KW X-Class Radar Andenna с 35 ‘Открытый массив



Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno DRS12AX / 4 12KW X-Class Radar Andenna с 4′ открытыми массивом

Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno DRS12AX / 6 12kw радар X-класс антенны с 6′ Открытый массив

Brand New с заводской гарантии

Furuno DRS25AX/3 Антенна радара X-класса, 96 нм, 25 кВт, с 3. 5 ‘Открытый массив



Совершенно новый с заводской гарантией

«Открытый массив



Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno DRS25AX / 6 96nm 25KW X-Class Radar Andenna с 6 ‘Открытый массив

Совершенно новый с заводской гарантией

Антенна Furuno Solid State 2 Radar5ANXT-3 25 ‘Открытый массив



Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno Drs6anxt / 4 25 Вт твердогосударственная радиолокационная антенна с 4′ открытым массивом

Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno DRS6ANXT / 6 25w твердотельный радар Антенна с 6′ Открытый массив

Brand New с заводской гарантии

Furuno 6kW 96nm UHD Digital Radar для TZtouch & TZtouch3, Less антенна, DRS6AX

Brand New с заводской гарантии

Furuno DRS6A-NXT 72 нм, 25 Вт Твердотельный доплеровский радар открытого типа без антенны

Brand New с заводской гарантией

Furuno DRS12AX 96nm 12кВт UHD Digital Radar без антенны

Brand New с заводской гарантией

Furuno DRS25AX 96NM 25KW UHD Цифровой радар без антенны


Furuno 1-й часы Беспроводной радиолокатор, 24 Нм, 4 кВт DRS4W









6 Совершенно новый с фабрикой гарантии

Furuno 35 ‘Открытый массив антенны 48 нм диапазона 2. 2 Deg Beam, Xn10A / 3.5


9


Muruno 4KW коробка передач, используемых с 1935, RSB0070-064A

совершенно новый гарантия производителя

Furuno 6 кВт Коробка передач Используется с 1945, RSB0070-059A

Brand New с заводской гарантии

Furuno антенна, 4′ Открытый массив XN12A / 4

Brand New с заводской гарантии

Furuno антенна, 6 ‘ Открытый массив XN13A/6

Совершенно новый с заводской гарантией

Furuno RSB137-126 25кВт Пьедестал для DRS25ANXT

Brand New с заводской гарантии

Furuno RSB137-125 12кВт Пьедестал для DRS12ANXT

Brand New с заводской гарантией

Furuno DRS25ANXT доплеровского радара Пьедестал & 15M кабель — Less антенна

Brand New с заводской гарантией

Furuno Drs12anxt Допплер Радар Пьедестал и Кабель только — Антенна не включен

Совершенно новый с фабрикой гарантии


Твердотельные радары

 

Серия NXT

ДРС4Д-НСТ

ДРС6А-НСТ

ДРС12А-НСТ

ДРС25А-НСТ

Выходная мощность

25 Вт

25 Вт

100 Вт

200 Вт

Размер

24 дюйма

3. 5 футов/4 фута/6 футов

3,5 фута/4 фута/6 футов

3,5 фута/4 фута/6 футов

Тип антенны

Обтекатель

Открыть

Открыть

Открыть

Ширина балки

Горизонтальный

3.9

2,3/1,9/1,35

2,3/1,9/1,35

2,3/1,9/1,35

Вертикальный

25

22

22

22

Макс. Диапазон

36 морских миль

72 морские мили

96 НМ

96 НМ

48 об/мин Возможности

Функции

Направление вверх, Север вверху*, Анализатор целей, Режим наблюдения за птицами, Истинное эхо Трейл, Режим птицы, ТТ, АИС

Направление вверх, Север вверху*, Анализатор целей, Режим наблюдения за птицами, Истинное эхо Трейл, Режим птицы, ТТ, АИС

Сканирование в двух диапазонах


(дальность действия ограничена 12 морскими милями)

(дальность действия ограничена 12 морскими милями)

(дальность действия ограничена 12 морскими милями)

(дальность действия ограничена 12 морскими милями)

Требуется версия MFD

3. 01

5.01

3.01

4.01

* Требуется ввод курса для направления на север. Заголовок вход не требуется для функции анализатора цели, но рекомендуется для большая производительность. Антенна радара соответствует стандарту IEC62252 Ed. 1:2004 (пункты 4.33, 5.33, Приложение D), относящиеся к характеристикам радиосвязи.

 

Магнетронные радары

 

Серия X-класса

ДРС4ДЛ+

DRS6A Х-Класс

DRS12A Х-Класс

DRS25A Х-Класс

Выходная мощность

4 кВт

6 кВт

12 кВт

25 кВт

Размер

19 дюймов

3. 5 футов/4 фута/6 футов

4 фута/6 футов

4 фута/6 футов

Тип антенны

Обтекатель

Открыть

Открыть

Открыть

Ширина балки

Горизонтальный

5.2

2,3/1,9/1,35

1,9/1,35

1,9/1,35

Вертикальный

25

22/22/22

22/22

22/22

Макс. Диапазон

36 морских миль

96 НМ

96 НМ

96 НМ

48 об/мин Возможности

Функции

Head-up, North-up*, True Echo Trail, TT, AIS

Head-up, North-up*, True Echo Trail, режим Bird, TT, AIS

Сканирование в двух диапазонах

Требуется версия MFD

5. 01

3.01

4.01

4.01

 

 

* Требуется ввод курса для направления на север. Заголовок вход не требуется для функции анализатора цели, но рекомендуется для большая производительность. Антенна радара соответствует стандарту IEC62252 Ed. 1:2004 (пункты 4.33, 5.33, Приложение D), относящиеся к характеристикам радиосвязи.

 

RezBoost Заточка луча

Технология повышения резкости луча RezBoost доступна в некоторых устройствах Radar.С участием RezBoost, вы увидите более подробные цели с меньшим количеством помех.

Анализатор целей

С эксклюзивным анализатором целей Furuno , цели, которые приближается к вашему судну, автоматически меняет цвет, чтобы помочь вам определить, когда они опасны. Зеленые эхо-сигналы — это цели, которые остаются неподвижными или движутся. от вас, а красные эхо – это опасные цели, которые движутся навстречу ваше судно. Эхосигналы динамически меняют цвет по мере приближения или удаления целей. подальше от вашего судна.

Анализатор целей улучшает ситуационной осведомленности и может повысить безопасность, показывая вам, какие цели, на которые следует обратить внимание.

Быстрое отслеживание целей с использованием доплеровской технологии

Благодаря доплеровской технологии любое приближающееся к вам судно будет автоматически отображать целевой вектор, а также подавать звуковой сигнал. Выберите любую цель, и она требуется всего несколько секунд, чтобы отобразить скорость и вектор курса. С точным информация слежения, оценка курса и скорости другого судна значительно упрощенный.Одновременно может отображаться до 100 целей.

 

Основные термины радара:

Ширина луча

 

Ширина луча – угловая ширина, горизонтальная или вертикальная, путь, пройденный импульсом радара. Горизонтальная ширина луча колеблется от 0,75 до 5 градусов, а ширина луча по вертикали от 20 до 25 градусов.

 

Диапазон Разрешение

 

Отличается от разрешения дисплея, которое является мерой пикселей на ЖК-дисплее. дисплей, разрешение радара описывает способность радаров четко отображать две цели радара, которые находятся близко друг к другу.Радар имеет два типа разрешение: диапазон и азимут.

Диапазон Разрешение — это мера способности радара отображать эхо-сигналы в виде отдельных точек полученные от двух целей, которые находятся на одном пеленге и близко друг к другу. Основным фактором, влияющим на разрешение по дальности, является длина импульса. Короче длина импульса дает лучшее разрешение по дальности, чем длинная длина импульса.

 

Разрешение радара

 

Разрешение подшипника является мера способности радара отображать эхо-сигналы как отдельные цели от двух целей, находящихся на одинаковом расстоянии и близко друг к другу. Основным фактором, влияющим на разрешающую способность пеленга, является ширина горизонтального луча. чем уже горизонтальная ширина луча, тем лучше разрешение пеленга.

 

Диапазон измерения

 

Расстояние от собственного корабля до цели можно измерить тремя способами: по Кольца диапазона , Курсор и Переменная Маркер дальности (VRM).

Клавиша RINGS показывает/скрывает кольца дальности и регулирует их яркость.Чтобы измерить дальность по кольцам дальности, посчитайте количество колец между центром дисплея и эхом. Проверьте диапазон интервал звонка в верхней части дисплея и оценить расстояние эха от внутренний край ближайшего кольца.

Курсор обеспечивает более точное измерение дальности до целей. Установить пересечение курсора на внутреннем крае цели. На дисплее появится расстояние от собственного корабля до цели.

VRM, как и курсор, обеспечивает более точное измерение дальности до целей. Отобразите VRM и настройте его так, что он упирается во внутренний край мишени. Целевой диапазон отображается на показания VRM.

Измерительный подшипник

Относительный пеленг собственного корабля на цели можно измерить с помощью курсор и EBL (линия пеленга электроники) .

Чтобы измерить пеленг курсором, установите точку пересечения курсора в центре эхо. На дисплее появится пеленг от собственного корабля до цели.

Чтобы измерить азимут с помощью EBL, отобразите EBL и отрегулируйте его. так, чтобы он делил цель пополам.Пеленг на цель появляется на EBL зачитать. Азимут относительно курса является относительным пеленгом, а пеленг относительным на север является истинным пеленгом.

С гироскопом или спутниковым компасом соединение, вы можете отобразить истинный подшипник. Без подключения к компасу вы можете определить истинный пеленг, просто добавив относительный пеленг к компасу чтение: если сумма больше 360 градусов, вычтите 360 из числа.

Радарные антенны | Сложные антенные системы

Задача

Сложные антенные системы требуют очень высокой точности и стабильности движения для обеспечения точного отслеживания движущихся целей, а также связи или синхронизации изображения со спутником.Требование стандартов сертификации соответствия, MIL и DAL, может потребоваться при развертывании радарных установок в суровых условиях. Кроме того, системы с высоким уровнем излучения обычно требуют определенных уровней экранирования для защиты человека и электроники.

Примеры применения радиолокационных антенн:

  • Бортовые антенны
  • Мобильные и переносные панели, антенны спутниковой связи (Satcom в движении) , терминалы LEO, GEO и HEO
  • Антенны полезной нагрузки

Решение

Сервопривод Ingenia i195A компании Celera Motion оптимизирован для высокоскоростных широкополосных антенн и поворотных столов радаров.Надежные протоколы связи (RS-232, RS-422, RS-485 или EtherCAT), испытания в суровых условиях в экстремальных условиях и надежность системы являются ключевыми факторами для достижения выдающихся характеристик, необходимых для большинства бортовых, морских и спутниковых антенных систем. Испытания на экстремальные удары и вибрацию, расширенные диапазоны температур, сильное запыление, влажность и устойчивость к давлению также важны при разработке для приложений с расширенными условиями эксплуатации.

Сервоприводы Ingenia компании Celera Motion обеспечивают расчеты средней наработки на отказ (MTBF) и средней наработки на отказ (MTTF), а также сертификаты безопасности для безопасного отключения крутящего момента (STO).

Дополнительное соответствие включает в себя:

  • MIL STD 461-F / E
  • MIL-STD-1275-B / D / E
  • MIL-HDBK-217F
  • MIL-STD-704

Пособие

Сервопривод Celera Motion Ingenia i195A разработан с использованием широкого спектра механизмов, чтобы обеспечить клиентам лучшие в своем классе характеристики ЭМС и электромагнитных помех. Для каждого разработанного сервопривода проводится подробное исследование электромагнитной совместимости и электромагнитных помех, чтобы убедиться, что излучение будет сведено к минимуму, а помехоустойчивость соответствует потребностям применения. При необходимости можно использовать клетки Фарадея и фильтры для дальнейшего снижения выбросов и повышения помехоустойчивости.

В радиолокационных и антенных приложениях часто используются резольверы для обеспечения целостности сигнала. Интерфейсы резольвера доступны на некоторых дисках. Интерфейсы для стандартных инкрементальных энкодеров AqB и абсолютных энкодеров SSI или BiSS-C также предусмотрены для приложений, требующих более высокого разрешения.

Спецификации

Индивидуальная антенна радара i195A Сервопривод

*Возможна индивидуальная настройка в соответствии с вашими требованиями. Обратитесь к местному представителю Celera Motion.

KYOCERA Северная Америка | Полупроводниковые детали | Упаковка | По заявке

Системы связи/радиолокации

Перед разработчиком радара/системы связи стоит задача совместить сложную фильтрацию, пассивные компоненты, цифровую интеграцию, согласование питания, маршрутизацию, подавление электромагнитных помех и управление тепловым режимом в одном модуле TR.

Модули

TR используются в передовых радиолокационных и радиочастотных (РЧ) системах, включая активные решетки с электронным сканированием (АФАР).Обычные радиочастотные системы обычно работают на частотах от 220 МГц до 94 ГГц (от ОВЧ до ммВт). Развитие устройств MMIC, ASIC и полупроводниковой технологии GaN привело к увеличению выходной мощности и более широкому использованию конструкций аналоговых и смешанных модулей в AESA.

Kyocera International спроектировала и изготовила более 3 600 000 модулей TR для многочисленных правительственных радиолокационных программ, спутниковой связи и других коммерческих приложений. Мы имеем более чем 20-летний опыт работы с модулями TR и обеспечиваем оптимизацию конструкции, электрический и тепловой анализ, изготовление, сборку и испытания в наших научно-исследовательских и производственных подразделениях в Сан-Диего.

Чтобы удовлетворить требования к производительности и низкой стоимости упаковки этих систем, Kyocera International предлагает различные наборы материалов, соединители с малыми потерями и запатентованные методы проектирования для удовлетворения строгих требований к упаковке бортовых, морских и наземных систем передачи/приема. модули, цифровые и аналоговые системы и радиочастотные/микроволновые подсистемы.

Антенна

Kyocera является ведущим мировым поставщиком керамических корпусов для детекторов, требующих работы в миллиметровом диапазоне частот.Для успешной работы систем и антенн в этих высокочастотных диапазонах диэлектрики с низкими потерями и металлы с высокой проводимостью сочетаются в системах материалов, разработанных для обеспечения оптимальных характеристик вашей антенны или сенсорной системы.

Корпуса антенных решеток

могут быть спроектированы для диапазона W и выше и использовать ламинированные волноводы, обычно изготавливаемые из низкотемпературной керамики совместного обжига (LTCC). Антенны в HTCC могут быть изготовлены для приложений с более низкими частотами. Обычно антенная решетка состоит из сети формирования луча и излучающих элементов.Эти компоненты решетки могут быть изготовлены с учетом ограничений по пространству и обеспечивают превосходную целостность сигнала на пути передачи к излучающей поверхности антенны

Радарные системы

Радиолокационные системы Введение в Военно-морское вооружение

Основные радиолокационные системы

Принцип действия

Радар — это аббревиатура. для радиообнаружения и ранжирования.Термин «радио».
относится к использованию электромагнитных волн с длинами волн в так называемое радио
волновая часть спектра, которая охватывает широкий диапазон от 10 до 4 км до 1 см. Радар
системы обычно используют длины волн порядка 10 см, что соответствует на частоты
около 3 ГГц. Обнаружение и ранжирование часть аббревиатуры выполняется 
время задержки между передачей импульса радиоэнергии и его последующий
вернуть.Если временная задержка равна Dt, тогда диапазон можно определить по простой формуле
:

R = cDt/2

, где c = 3 x 10 8 м/с, скорость света, при которой распространяются все электромагнитные волны.
Множитель два в формуле исходит из наблюдения, что импульс радара должен 
пробег до цели и обратно до обнаружения или удвоенная дальность.

        Последовательность импульсов радара является разновидностью амплитудной модуляции частоты радара.
несущая волна, подобно тому, как несущие волны модулируются при общении системы.
В этом случае информационный сигнал довольно прост: одиночный импульс повторяется в
регулярные промежутки. Обычная модуляция несущей радара, известная как последовательность импульсов
показано ниже. Общие параметры радара, как определено см. рисунок 1.

Фигура 2.

PW = ширина импульса. PW имеет единицы времени и обычно выражается в мс.PW — продолжительность пульса. ВР = время отдыха. RT – интервал между импульсами. Измеряется в мс. ПРТ = пульс время повторения. PRT имеет единицы времени и обычно выражается в мс. PRT — интервал между началом одного импульса и начало другого. PRT также равен сумме PRT = ПВ+РТ. PRF = частота повторения импульсов. PRF имеет единицы времени -1 и обычно выражается в Гц (1 Гц = 1/с) или в импульсах на секунда (pps).PRF — это количество импульсов, передаваемых в секунду и равно обратному PRT. RF = радиочастота. РФ имеет единиц времени -1 или Гц и обычно выражается в ГГц или МГц. RF – частота несущей волны, которая модулируется для формирования последовательности импульсов.

Механизация

Практическая радиолокационная система требует семь основных компонентов, как показано на рисунке. ниже:

Рисунок 3

Передатчик .Передатчик создает радиоволну для быть отправлен и модулирует его, чтобы сформировать последовательность импульсов. Передатчик также должен усиливать сигнал до высокого уровня мощности, чтобы обеспечить адекватный ассортимент. Источником несущей волны может быть клистрон, лампа бегущей волны (ЛБВ) или магнетрон. Каждый имеет свои особенности и ограничения.

2.  Приемник . Приемник чувствителен к диапазон передаваемых частот и обеспечивает усиление возвращаемого сигнала.Чтобы предоставить наибольшую диапазон, приемник должен быть очень чувствительным, не внося чрезмерных шум. Возможность отличить принимаемый сигнал от фона шум зависит от отношения сигнал/шум (S/N).

        Фоновый шум определяется средним значением, называемым шумовой эквивалентной мощностью (НЭП). Это напрямую приравнивает шум к обнаруженному уровню мощности  чтобы его можно было сравнить с возвращением.Используя эти определения, критерий успешного обнаружения цели

P r > (S/N) НЭП,

где P r — мощность обратного сигнала. Так как это является важной величиной, определяющей характеристики радиолокационной системы, ему дается уникальное обозначение S min , и он называется минимальный сигнал для обнаружения .

S мин = (S/N) НЭП

Поскольку S мин , выраженное в ваттах, обычно является небольшим число, оказалось полезным определить эквивалент в децибелах, MDS, что означает Минимальный различимый сигнал .

MDS = 10 Log (S мин /1 мВт)

При использовании децибелов количество в скобках логарифма должно быть числом без единиц измерения. я определение МДС, это число представляет собой дробь S мин /1 мВт. Напоминаем, что мы используем специальное обозначение дБм для единиц MDS,  где «м» означает 1 мВт. Это сокращение для децибелов, относящихся к 1 мВт, иногда записывается как дБ//1 мВт.

        В приемнике, S/N устанавливает порог обнаружения, который определяет, что будет отображаться, а что нет. Теоретически, если S/N = 1, то возвращается только с силой, равной или большей, чем фон будет отображаться шум. Однако шум является статистическим процесса и изменяется случайным образом. НЭП — это всего лишь средний значение шума. Будут времена, когда шум превысит порог, установленный получателем.Так как это будет отображаться и казаться законной целью, это называется ложной тревогой . Если значение SNR слишком велико, будет немного ложных тревог, но некоторые фактические цели могут не отображаться известный как промах). Если значение SNR слишком низкое, тогда будет много ложных срабатываний или высокая ложная тревога ставка (ФАР).

        Некоторые приемники контролируют фон и постоянно корректировать SNR, чтобы поддерживать постоянная частота ложных срабатываний, поэтому все приемники называются CFAR.

Какой-то обычный приемник функции:

1.) Интеграция Pulse.   Получатель принимает средняя сила возврата по многим импульсам. Случайные события подобный шум не будет возникать в каждом импульсе и, следовательно, при усреднении будет иметь уменьшенный эффект по сравнению с фактическими целями, которые будет в каждом импульсе.

2.) Контроль времени чувствительности (STC).  Эта функция снижает влияние возвратов от состояния моря.Это уменьшает минимальное отношение сигнал-шум приемника на короткое время сразу после передачи каждого импульса. Эффект от регулировки STC состоит в том, чтобы уменьшить помехи на дисплее непосредственно в регионе вокруг передатчика. Чем больше значение STC, чем больше расстояние от передатчика, в котором помехи будет удален. Тем не менее, избыточный STC отключится. потенциальные возвраты рядом с передатчиком.

3.) Быстрая постоянная времени (FTC).  Эта функция разработана чтобы уменьшить влияние долгосрочных возвратов, которые исходят от дождь. Эта обработка требует, чтобы сила возврата сигнал должен быстро изменяться в течение его продолжительности. С дождя происходит над расширенной областью, это приведет к длительному, устойчивому вернуть. Обработка FTC будет
отфильтровать эти возвраты из дисплея. Только импульсы, которые будет отображаться быстрый рост и падение.В технических терминами, FTC является дифференциатором , то есть определяет  скорость изменения сигнала, которую он затем использует для различения импульсов которые не меняются быстро.

3.  Блок питания . Блок питания обеспечивает электрическая мощность для всех компонентов. Самый большой потребителем энергии является передатчик, для которого может потребоваться несколько кВт средней мощности. Фактически мощность, передаваемая в импульс может быть намного больше, чем 1 кВт.Источник питания только должен быть в состоянии обеспечить среднее количество энергии потребляется, а не высокий уровень мощности во время фактического
импульсная передача. Энергия может храниться в конденсаторе например, в остальное время. Сохраненный энергия затем может быть помещена в импульс при передаче, увеличивая пиковая мощность. Пиковая мощность и средняя мощность связано с величиной, называемой рабочим циклом, DC. Рабочий цикл доля каждого цикла передачи, которую радар на самом деле передает.Имея в виду последовательность импульсов на рисунке 2 можно увидеть рабочий цикл:

DC = PW / PRF

Синхронизатор . Синхронизатор координирует синхронизацию для определения диапазона.

Он регулирует скорость, с которой отправляются импульсы (т.е. устанавливает PRF) и сбрасывает время
часы для определения диапазона для каждого импульса. Сигналы от синхронизатор отправлен

одновременно с передатчиком, который посылает новый импульс, и к дисплею 
который сбрасывает обратную развертку.

Дуплексер . Это переключатель, который поочередно подключает передатчик или приемник к антенне. Его цель — защитить приемник от мощного выхода передатчика. В течение передачи исходящего импульса, дуплексер будет выровнен к передатчику в течение длительности импульса, PW. После импульс был отправлен, дуплексер настроит антенну на получатель.Когда будет отправлен следующий импульс, дуплексер сдвинется обратно к передатчику. Дуплексер не требуется, если передаваемый мощность низкая.

Антенна . Антенна принимает импульс радара от передатчика и подбрасывает его в воздух. Кроме того, антенна должна фокусироваться энергия в четко определенный луч, который увеличивает мощность и позволяет определить направление цели. антенна должна отслеживать свою ориентацию, что может быть достигнуто синхропередатчиком. Существуют также антенные системы, которые не двигаются физически, а управляются электронным способом (в этих случаях ориентация луча радара уже известна а априори ).


Ширина луча антенны является мерой угловой протяженности
самая мощная порция излучаемой энергии. Для наши цели основная часть,
называется главным лепестком, будут все углы от перпендикуляра где мощность
составляет не менее ½ пиковой мощности, или, в децибелах, -3 дБ.Ширина луча
диапазон углов в главном лепестке, определенный таким образом. Как правило это разрешается в
плоскость интереса, такая как горизонтальная или вертикальная плоскость. Антенна будет
имеют раздельную горизонтальную и вертикальную ширину луча. Для антенна радара,
ширину луча можно предсказать по размеру антенны в самолете
проценты по

q = л/л

где:  
q – ширина луча в радианах,
l – длина волны РЛС, а
L — размер антенны, в интересующее направление (т. е. ширина или высота).

        В обсуждении антенн связи, было заявлено, что ширина луча
для антенны может быть найдена с помощью q = 2л/л. Так кажется что антенны РЛС
имеют половину ширины луча для связи антенны. Разница
заключается в том, что радиолокационные антенны используются как для передачи, так и для приема сигнал.
интерференционные эффекты от каждого направления объединяются, что имеет эффект уменьшения
ширина луча.Поэтому при описании двусторонних систем (как радар) это
целесообразно уменьшить ширину луча в ½ дюйма ширина луча
приближенная формула.

        направленный усиление антенны является мерой того, насколько хорошо направлен луч.
сосредоточены во всех ракурсах. Если бы мы были ограничены одним самолет, направленный
выигрыш был бы просто отношением 2p/q. Поскольку одна и та же мощность распределяется на
меньший диапазон углов, направленное усиление представляет собой количество, на которое мощность
в луче увеличивается. В обоих углах, затем по направлению выигрыш будет дан:

G реж. = 4 п/кв f

так как есть 4p стерадиан, соответствующих во всех направлениях (телесный угол, измеренный
в стерадианах, определяется как площадь фронта луча разделить на диапазон
в квадрате, поэтому ненаправленный луч покроет площадь из 4ПР 2 на расстоянии R
, следовательно, 4p стерадиан).

Здесь мы использовали:
q = ширина горизонтального луча (радианы)
f = вертикальная ширина луча (радианы)

Иногда направленное усиление измеряется в децибелах, а именно 10 журнал (G дир ).
Например, антенна с горизонтальной шириной луча 1,5 0 (0,025 радиан) и
вертикальная ширина луча 20 o (0,33 радиан) будет иметь:

направленное усиление (дБ) = 10 log (4 p/ 0.025 0,333) = 30,9 дБ

Пример: найдите горизонтальную и вертикальную ширину луча Ан/СПС-49 длинный
дальность радиолокационной системы и коэффициент направленного усиления в дБ. Антенна шириной 7,3 м 
высотой 4,3 м и работает на частоте 900 МГц.

Длина волны, l=c/f = 0,33 м.

Учитывая, что L= 7,3 м, тогда
q = л/л = 0,33/7,3 = 0,045 радиан, или
q = 3 0 .

Антенна высотой 4,3 м, поэтому аналогичная расчет дает
f = 0,076 радиан.
ф = 4 0 .

Направленный коэффициент усиления, 
G dir = 4p/(0,045 0,076) = 3638.  

Выражено в децибелах, 
направленное усиление = 10 Log(3638)
= 35,6 дБ.

Дисплей . Дисплейный блок может иметь различные формы, но в целом предназначена для представления полученной информации оператор.Самый простой тип отображения называется А-сканом (амплитуда по сравнению с временной задержкой). Вертикальная ось — сила отдачи а горизонтальная ось — временная задержка или диапазон. А-скан не дает информации о направлении цели.


Рисунок 4

Наиболее распространенным отображением является PPI (индикатор положения в плане). Информация А-скана преобразуется в яркость, а затем отображается в том же относительном направлении, что и ориентация антенны. результатом является представление сверху вниз ситуации, когда диапазон является расстояние от начала. ИЦП, пожалуй, самый естественный дисплей для оператора и поэтому наиболее широко используемый. В В обоих случаях синхронизатор сбрасывает кривую для каждого импульса, поэтому что диапазон

информация будет начинаться с источника.

Рисунок 5

В этом примере использование повышенного STC для подавления морской волны беспорядок был бы полезен.

Производительность радара

Все параметров базовой импульсной радиолокационной системы повлияет
производительность в некотором роде. Здесь мы находим конкретные примеры и количественно оценить эту зависимость
где возможно.

Ширина импульса

Длительность импульса и длина мишени вдоль радиальное направление
определяет продолжительность возвращенного импульса. В в большинстве случаев длина
возврат обычно очень похож на переданный импульс. в блок дисплея,
импульс (во времени) будет преобразован в импульс в расстоянии. Диапазон значений
от передней кромки к задней кромке создаст некоторую неопределенность в
дальность до цели. Если принять за чистую монету, способность точно измерить диапазон
определяется шириной импульса.

        Если мы обозначим неопределенность в измеренном диапазоне как разрешение диапазона,
Р РЭС , то он должен быть равен диапазону эквивалента ширины импульса, а именно:

R RES = c PW/2

Теперь вы можете задаться вопросом, почему бы просто не занять лидирующие позиции в пульс как диапазон
, который можно определить с гораздо большей точностью? Проблема в том, что это
практически невозможно создать идеальную переднюю кромку. На практике идеальное
пульс действительно будет выглядеть так:

Рисунок 6

Для создания идеально сформированного импульса с вертикальным передним фронтом потребуется бесконечная полоса пропускания. На самом деле вы можете приравнять полоса пропускания, b, передатчика к минимальной ширине импульса, PW на:

ПВ = 1/2b

Учитывая это понимание, вполне разумно сказать, что диапазон может быть определено не более точно, чем cPW/2 или эквивалентно

R RES = c/4b

На самом деле радар высокого разрешения часто называют широкополосным. радар, который вы теперь видите как эквивалентные утверждения.Один термин относящийся к временной области, а другой — к частотной области. Длительность импульса также влияет на минимальный диапазон, на котором радарная система может обнаружить. Исходящий импульс должен физически очистить антенну перед обработкой возврата. Так как это длится в течение интервала времени, равного ширине импульса, PW, минимуму отображаемый диапазон тогда: 

R МИН = c PW/2

Эффект минимального диапазона можно увидеть на дисплее PPI как насыщенный или пустая область
вокруг происхождения.

Рисунок 7

Увеличение ширины импульса при сохранении других параметров то же самое также повлияет на рабочий цикл и, следовательно, на средний власть. Для многих систем желательно сохранить среднюю мощность фиксированный. Затем PRF необходимо изменить одновременно с PW в чтобы произведение PW x PRF оставалось одинаковым. Например, если ширина импульса уменьшена в 1/2 раза, чтобы улучшить разрешение, то частота повторения импульсов обычно удваивается.

Частота повторения импульсов (PRF)

Частота пульса передача влияет на максимальный диапазон, который может быть
отображается. Напомним, что синхронизатор сбрасывает время часы как каждый новый импульс
передается. Возвраты от удаленных целей, которые не делают дойти до получателя до
после отправки следующего импульса не будет отображаться правильно. С момента 
часы были сброшены, они будут отображаться так, как если бы диапазон, в котором меньше фактического.
Если бы это было возможно, то информация о дальности считалась бы двусмысленный.
Оператор не будет знать, является ли диапазон фактическим диапазоном. или больше
стоимость.

Рисунок 8

Максимальная фактическая дальность, которая может быть обнаружена и отображена без неоднозначность, или максимальный диапазон однозначности , это всего лишь диапазон, соответствующий интервалу времени, равному повторению импульса время, прт.Таким образом, максимальный однозначный диапазон

R UNAMB = c PRT/2 = c/(2PRF)

        Когда радар сканирует, необходимо контролировать скорость сканирования, чтобы
достаточное количество импульсов будет передано в любой конкретной направление в заказе
чтобы гарантировать надежное обнаружение. Если используется слишком мало импульсов, тогда будет больше
трудно отличить ложные цели от реальных. Могут присутствовать ложные цели
в один или два импульса, но уж точно не в десять или двадцать подряд. Поэтому к
поддерживать низкий уровень ложных срабатываний, количество передаваемых импульсов в каждом
направление должно быть высоким, обычно выше десяти.

        Для систем с высоким частоты следования импульсов (частоты), луч РЛС
можно перемещать быстрее и, следовательно, сканировать быстрее. И наоборот, если
PRF снижается, скорость сканирования необходимо уменьшить. Для простого сканирует легко
количественно определить количество импульсов, которые будут возвращены от любого конкретного цель. Пусть
t представляет времени выдержки , это продолжительность, в течение которой цель остается в
луч радара во время каждого сканирования. Количество импульсов, Н, что цель будет
воздействию во время выдержки:

N = т PRF

Мы можем изменить это уравнение, чтобы сделать требование к задержке время конкретного сканирования

t мин = N мин /PRF

Таким образом, легко видеть, что высокая частота следования импульсов требует меньшее время выдержки. Например, для непрерывного кругового сканирования время пребывания зависит от скорости вращения и ширины луча.

т = кв/Вт

где q = ширина луча [градусы] W = скорость вращения [градусы/сек] что даст время задержки в секундах. Эти отношения можно объединить, получив следующее уравнение, из которого максимальная скорость сканирования может быть определена для минимального количества импульсов за сканирование:  

Вт МАКС = q импульс/N

Частота радара

Наконец, частота несущей радиоволны также будет иметь какой-то
влияет на распространение луча радара.На низкой частоте крайности, радарные лучи
будет преломляться в атмосфере и может попасть в «трубочки» что приводит к длинному
диапазоны. В крайнем случае луч радара будет вести себя очень похоже на видимый свет и
путешествовать по очень прямым линиям. Очень высокая частота лучи радара будут страдать высокими
потери и не подходят для систем большой дальности.

        Частота будет также влияет на ширину луча.При одинаковом размере антенны
низкочастотный радар будет иметь большую ширину луча, чем высокочастотный. частота один.
Чтобы поддерживать постоянную ширину луча, низкочастотный радар понадобится большой
антенна.

Уравнение теоретического максимального диапазона

Приемник РЛС может обнаружить цель, если отдача достаточна прочность.
Обозначим минимальный обратный сигнал, который может быть обнаружен как S min , что должно 
иметь единицы измерения Ватт, Вт.Размер и способность цели отражать радиолокационную энергию можно
обобщить одним термином s, известное как радиолокационное поперечное сечение, которое имеет единицы
м 2 . Если абсолютно все происшедшее Энергия РЛС на цель отражалась
одинаково во все стороны, то РЛС поперечное сечение будет равно
мишени. площадь поперечного сечения, видимая излучателем. На практике, часть энергии поглощается
и отраженная энергия не распределяется одинаково во всех направлениях. Таким образом,
площадь поперечного сечения радара довольно трудно оценить и обычно определяется измерением
.

        Учитывая эти новые количества мы можем построить простую модель для радара мощностью
который возвращается получателю:

P r = P t G 1/4pR 2 s 1/4pR 2 А и

Члены в этом уравнении были сгруппированы, чтобы проиллюстрировать последовательность от передачи к сбору.Вот последовательность подробно: 

G = r G дир

Передатчик выдает пиковую мощность P t в антенну, который фокусирует его в пучок с усилением G. Коэффициент усиления аналогичен к направленному усилению, G dir , за исключением того, что он должен также включают потери от передатчика к антенне. Эти потери суммируются одним термином эффективности, r.Поэтому

Энергия радара распространяется равномерно во всех направлениях. поэтому мощность на единицу площади должна уменьшаться по мере увеличения площади. Поскольку энергия распределяется по поверхности шара, коэффициент 1/4пР 2 счет для сокращения.

Энергия радара собирается поверхностью цели и отражение. Радарное сечение s приходится на оба этих процесса.

Отраженная энергия распространяется так же, как переданная энергия.

Приемная антенна собирает энергию, пропорциональную ее эффективная площадь, известная как апертура антенны, A e . Сюда же входят потери в процессе приема до тех пор, пока сигнал не достигает получателя. Отсюда индекс «е» для «эффективного». Эффективная апертура связана с физической апертурой A, тем же термином эффективности, который используется для прироста мощности, с учетом символа р. Так что

А е = г А

Наш критерий обнаружения заключается в том, что принимаемая мощность, P r должен 
превышать минимум, S min . С момента получения мощность уменьшается с увеличением дальности, максимальная
дальность обнаружения будет иметь место, когда принимаемая мощность будет равна минимум , т. е.  
P r = S мин . Если вы решаете для диапазона, вы получите уравнение для максимального теоретического
диапазон радара:

Возможно, наиболее важной особенностью этого уравнения является корень четвертой степени. зависимость.Практический смысл этого в том, что нужно значительно увеличить выходную мощность, чтобы получить скромное увеличение представление. Например, чтобы удвоить дальность, передаваемый мощность должна быть увеличена в 16 раз. Вы также должны отметить что минимальный уровень мощности для обнаружения, S min , зависит на уровне шума.