Определение энергетического потенциала РЛ ИП

Определение энергетического потенциала РЛ ИП

Задание:

1. Определить:

. энергетический потенциал РЛ ИП;

. характеристики бортовой антенны: коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум) [pic] и коэффициент

усиления (направленного действия) антенны [pic];

. максимальную дальность РЛ ИП без учёта затухания в атмосфере, а

также

. в условиях дождя с различной интенсивностью, облаков и тумана с

различной водностью по целям с различной эффективной отражающей

поверхностью (ЭОП).

2. Построить соответствующие графики.

Исходные данные:

. Мощность импульса: [pic]

. Предельная чувствительность приёмника при заданном соотношении

. сигнал/шум: [pic]

. Длина волны: [pic]

. Эффективная отражающая поверхность цели: [pic]

. Интенсивность дождя: [pic]

. Водность облаков или тумана: [pic]

. Диаметр антенны : [pic].

. Поглощение в ясной атмосфере:

- для 9мм – [pic]0.12 [pic]

Выполнение:

1. Определяем энергетический потенциал РЛ ИП:

[pic];

[pic].

2. Определим характеристики бортовой антенны:

> коэффициент усиления (направленного действия) антенны [pic]:

[pic],

Эффективная площадь приемной антенны равна:

[pic]

[pic]

> коэффициент затухания в атмосфере (соотношение сигнал/шум) [pic]:

для свободного пространства справедливо выражение

[pic]

а для среды с затуханием

[pic]

Т. к. предельная чувствительность и остальные параметры РЛ ИП

одинаковы, будем иметь:

[pic] или [pic]

Если обозначить [pic], то получим [pic],

[pic].

Преобразовав полученные выражения, будем иметь

[pic].

Данное уравнение решается графически график [pic] представлен на

рисунке 1.

[pic]

[pic]

Для ЭОП цели[pic]– дальность до цели в свободном пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic]

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|км |68,343 |89,945 |102,197 |

Учтя затухания электромагнитной энергии на единицу расстояния в

атмосфере, получим:

|[pic] |1 |2 |3 |

|Дб |8,201 |10,793 |12,264 |

Определяем из графика (рис. 1) соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере

|[pic] |1 |2 |3 |

| |0,5788 |0,5223 |0,4961 |

3. ( Определяем максимальную дальность РЛ ИП без учета затухания в

атмосфере по целям с различной эффективной отражающей поверхностью

(ЭОП).

Пусть мощность [pic] является пороговой мощностью, при которой

реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая

требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.

[pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Тогда максимальная дальность действия РЛ ИП, без учета потерь в

атмосфере, облаках, дожде, тумане, снеге, будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

| м |68343,44 |89945,03 |102197,28 |

График зависимости [pic] (дальности обнаружения и распознавания цели

РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей без учёта потерь в атмосфере и

гидрометеорах):

[pic]

> Определяем максимальную дальность по целям для РЛ ИП

миллиметрового диапазона с учетом влияния поглощения и рассеивания

электромагнитной энергии в атмосфере с различной эффективной

отражающей поверхностью (ЭОП).

Пусть мощность [pic] является пороговой мощностью, при которой

реализуется заданная величина отношения сигнал/шум, обеспечивающая

требуемые вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги.

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Тогда максимальная дальность действия РЛ ИП, с учетом потерь в

атмосфере будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |39557,18 |52060,18 |59152,79 |

График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели

РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере

будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

| м |35695,78 |46978,29 |53377,64 |

График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели

РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере

будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |33905,18 |44621,73 |50700,07 |

График зависимости [pic] (дальность обнаружения и распознавания цели

РЛ ИП миллиметрового диапазона от ЭОП целей с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере

будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

| м |39557,18 |35697,15 |33905,18 |

График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ

ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере

будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

| м |52060,18 |46980,09 |44621,73 |

График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ

ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

. [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]; [pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП с учетом потерь в атмосфере

будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |59151,79 |53379,68 |50700,07 |

График зависимости[pic] (дальность обнаружения и распознавания цели РЛ

ИП миллиметрового диапазона от ЭОП цели с учетом потерь в атмосфере):

[pic]

> Определяем максимальную дальность РЛ ИП по целям с различной

эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) в условиях дождя с различной

интенсивностью.

Используем график зависимости коэффициента ослабления радиоволн от

частоты для дождя с различной интенсивностью рис.2:

[pic]

[pic]

для длины волны [pic]мм коэффициент ослабления радиоволн при

интенсивности дождя :

o [pic] ([pic];

o [pic] – [pic] ;

o [pic] –[pic].

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic]

[pic];

-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |146,938 |194,779 |304,128 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |11 |12 |13 |

| |0,1235 |0,1018 |0,0742 |

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

дождя с различной интенсивностью:

|? |11 |12 |13 |

| |0,1235 |0,1018 |0,0742 |

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |8440,415 |6957,362 |5071,083 |

График зависимости максимальной дальности РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью [pic]:

[pic]

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic];

-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |193,382 |256,343 |400,255 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |21 |22 |23 |

| |0,10232 |0,0839 |0,0607 |

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

дождя с различной интенсивностью:

|? |21 |22 |23 |

| |0,10232 |0,0839 |0,0607 |

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |6992,9 |5734,01 |4148,45 |

График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:

[pic]

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic];

-с учётом интенсивности дождя [pic] получаем

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |219,724 |291,262 |454,778 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |31 |32 |33 |

| |0,09358 |0,07657 |0,05527 |

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

дождя с различной интенсивностью:

|? |31 |32 |33 |

| |0,09358 |0,07657 |0,05527 |

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |6395,58 |5233,06 |3777,34 |

График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в

условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |7278,58 |9579,15 |10884,01 |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в

условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |5973,228 |7861,195 |8932,04 |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в

условиях дождя с постоянной интенсивностью[pic] будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |4332,29 |5701,62 |6478,29 |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]

> Определяем максимальную дальность РЛ ИП по целям с различной

эффективной отражающей поверхностью (ЭОП) в условиях облаков и тумана

с различной водностью.

Используем график зависимости коэффициента поглощения радиоволн от

частоты для туманов с различной водностью рис.3:

[pic]

[pic]

для длины волны [pic] коэффициент поглощения радиоволн при водности

туманов равен:

o [pic] –[pic];

o [pic] – [pic];

o [pic] –[pic].

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic]

[pic];

(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]

получаем:

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |73,127 |293,877 |683,434 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |11 |12 |13 |

| |0,1944 |0,07608|0,04067|

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

туманов с различной водностью:

|? |11 |12 |13 |

| |0,1944 |0,07608|0,04067|

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |13285,97|6843,02 |4156,36 |

График зависимости максимальной дальности РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью [pic]:

[pic]

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic];

(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]

получаем:

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |96,241 |386,764|899,45 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |21 |22 |23 |

| |0,16339|0,06223|0,03294|

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

дождя с различной интенсивностью:

|? |21 |22 |23 |

| |0,16339|0,06223|0,03294|

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |11166,63|5597,28 |3366,38 |

График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:

[pic]

. Для ЭОП цели [pic] дальность до цели в свободном

пространстве

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic];

(с учётом поглощения радиоволн в условиях тумана с водностью [pic]

получаем:

|[pic] |1 |2 |3 |

|дб |109,351|439,448|1021,97|

| | | |3 |

Определяем из графика рис.1 соответствующий коэффициент затухания в

атмосфере (соотношение сигнал/шум):

|? |31 |32 |33 |

| |0,15039|0,05669|0,02983|

Максимальная дальность РЛ ИП по целям с ЭОП цели [pic] в условиях

дождя с различной интенсивностью:

|? |31 |32 |33 |

| |0,15039|0,05669|0,02983|

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |10278,17|5098,98 |3048,54 |

График зависимости максимальной дальностью РЛ ИП по целям с постоянной

ЭОП в условиях дождя с различной интенсивностью[pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП в

условиях тумана с постоянной водностью [pic]будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |11576,69|15235,79|17311,198|

| |6 | | |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП

в условиях туманов с постоянной интенсивностью [pic]будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |4442,32 |5846,43 |6642,82 |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]

. [pic]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

Средний коэффициент затухания в атмосфере в условиях дождя с

постоянной интенсивностью и различной ЭОП целей:

[pic]

Максимальная дальность действия РЛ ИП по целям с различной ЭОП

в условиях туманов с постоянной водностью [pic]будет иметь вид:

[pic]

|[pic] |1 |2 |3 |

|м |2356,48 |3101,3 |3523,76 |

График зависимости максимальная дальность действия РЛ ИП по целям

с различной ЭОП в условиях дождя с постоянной интенсивностью [pic]:

[pic]