Обоснование частоты следования импульсов и скорости вращения антенны

Частота следования импульсов выбирается исходя из требования однозначного определения дальности и эффективного обнаружения объектов при работе РЛС в режиме кругового обзора. При этом необходимо учитывать длительность прямого и обратного хода развертки ЭЛТ, скорость вращения антенны и ширину диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости.

Для однозначного определения дальности до объекта необходимо, чтобы период повторения зондирующих импульсов превышал длительность прямого и обратного хода развертки:

.

Длительность связана с дальностью действия РЛС зависимостью

(15)

Таким образом можно записать, что

или , (16)

где - максимальная дальность по шкале индикатора.

Минимальная частота следования импульсов рассматривается совместно со скоростью вращения антенны и шириной диаграммы направленности антенна исходя из того, что для обнаружения цели с достаточно высокой вероятностью необходимо обеспечить облучение точечной цели определенным количеством импульсов при каждом приходе антенны направления на цель.

Время облучения точечной цели связано с шириной диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и угловой скоростью вращения антенны в зависимости

. (17)

Тогда минимальное количество импульсов , облучающих объект за один проход диаграммой направленности антенны, будет

Таким образом, угловая скорость вращения (в градусах в секунду) должна быть

(18)

или, переходя к количеству оборотов антенны в минуту

(19)

Для достижения высокой вероятности обнаружения и обеспечения необходимой точности измерения координат количество импульсов в пачке должно быть .

Обоснование необходимой мощности излучения

Для оценки необходимой средней мощности излучения предполагаем, что принимается один сигнал длительностью . При этом формула для определения дальности действия РЛС записывается следующим образом:

Разрешив это выражение относительно , находим формулу для обоснования необходимой средней мощности излучения:

(20)

Так как произведение второго и третьего множителя примерно равно 1, принимаем больше или равно первому множителю. Коэффициент шума для радиолокационных приемников, не имеющих усилителей высокой частоты, лежит в пределах от 30 до 150, коэффициент распознавания зависит от заданной вероятности правильного обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги и рекомендуется выбирать в пределах от 1 до 2.

Эффективная площадь антенны связана с коэффициентом усиления антенны по мощности G соотношением

(21)

где и - ширина диаграммы направленности антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. для судовых РЛС имеет значение около 20⁰, - рассчитано ранее в зависимости от горизонтального размера антенны.

Эффективную поверхность рассеяния в зависимости от водоизмещения наблюдаемого объекта Р можно оценить по эмпирической формуле

(22)

где f - рабочая частота в МГц;

Р - водоизмещение судна в тыс. тонн.

Коэффициент пространственного затухания зависит от рабочей частоты и наличия тумана и осадков.

Для трехсантиметрового диапазона при отсутствии или наличии осадков в виде дождя

(23)

а для десятисантиметрового диапазона

(24)

где - коэффициент затухания, дБ/км;

- интенсивность дождя, мм/ч.

В условиях тумана для оценки можно пользоваться эмпирическими формулами:

- для трехсантиметрового диапазона (25)

- для десятисантиметрового диапазона (26),

где В – дальность видимости в тумане, м.

Рассчитав необходимую среднюю мощность и учитывая, что , можно определить необходимую импульсную мощность излучения

(27)

В целях недопущения значительного вредного влияния излучения на окружающую среду нежелательно, чтобы импульсная мощность излучения превышала 30-50 кВт.

Расчет основных эксплуатационных и технических характеристик проектируемой РЛС