их знака. Таким образом, случайная ошибка будет либо уве личивать общую ошибку станции, либо уменьшать ее.
Разрешающая способность. Под термином «разрешающая способность» понимают способность станции раздельно реги стрировать сигналы от целей, находящихся на некотором рас стоянии одна от другой. Для станций, определяющих две или три координаты целей, различают разрешающую способность по дальности и по направлению (по азимуту и углу места).
Разрешающая способность по дальности (АД) характери зует минимальное расстояние между двумя соседними це лями (взятое по направлению на радиолокационную стан цию), при котором эти цели, находящиеся в луче станции, раздельно наблюдаются на экране индикатора '. Чем лучше, или, как часто говорят, выше, разрешающая способность стан ции, тем больше подробностей содержит изображение на экране индикатора и тем меньше расстояние между двумя со седними целями, при котором эти цели будут еще наблю даться на индикаторе раздельно.
Как видно из рис. 133, разрешающая способность станции по дальности зависит от длительности импульса передатчика и от масштаба развертки индикатора. При увеличении дли тельности импульса разрешающая способность ухудшается,
так |
как |
раздельное наблюдение двух соседних сигналов ста |
|
новится |
возможным |
при большем расстоянии между ними. |
|
И, |
наоборот, сужение |
импульса приводит к повышению раз |
|
решающей способности станции, так как сигналы будут видны1
Рис. 133. Зависимость разрешающей способности по дальности 4Д от длительности импульса
1 В станциях точного определения координат цели различают разре шающие способности при обнаружении цели и при ее сопровождении. Первая характеризует возможность раздельного наблюдения двух сосед них целей, а вторая.— возможность определения координат одной из двух рядом находящихся целей без снижения точности работы станции.
246
Рис. 134. Зависимость разрешающей способности по.азимуту AJ3 от ширины диаграммы направленности станции
раздельно даже при меньших расстояниях между отражаю щими целями.
В значительной степени разрешающая способность зави сит и от параметров приемника радиолокационной станции. Так, например, повышение чувствительности приемника (а сле довательно, и дальности действия станции) за счет сужения полосы пропускания принимаемых им частот приводит к не обходимости соответствующего расширения импульса, что влечет за собой ухудшение разрешающей способности.
Разрешающая способность станции по азимуту (углу ме ста) определяет тот минимальный угол в горизонтальной (вертикальной) плоскости, при котором две соседние цели, находящиеся на одинаковом расстоянии от станции, будут наблюдаться или сопровождаться раздельно.
На рис. 134 схематически показаны сигналы от двух близко расположенных целей на индикаторе кругового обзора. Как видно из рисунка, разрешающая способность станции по ази муту Ар зависит главным образом от раствора диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости, опреде ляющего ширину отметок целей на экране индикатора. Чем шире диаграмма, тем хуже разрешающая способность, так как слияние сигналов от двух соседних целей и образование на экране индикатора одной отметки вместо двух будут про исходить при больших угловых расстояниях между целями. В известной степени разрешающая способность зависит также от параметров приемника и индикатора.
Аналогичным образом разрешающая способность станции по углу места зависит от раствора диаграммы направленно сти антенны в вертикальной плоскости. В связи с этим
247
разрешающая способность станции по угловым координатам, а следовательно, и качество изображения на двухкоординат ных индикаторах тем выше, чем уже диаграмма направлен ности станции.
Ширина диаграммы направленности зависит от отношения размера антенны к длине волны. Чем больше это отношение, тем уже диаграмма направленности. Поэтому для сужения диаграммы направленности и повышения тем самым разре шающей способности станции по угловым координатам при бегают к увеличению размеров антенны или к переходу на более короткую рабочую волну.
Время обзора и частота получения данных. Как известно,
обзор заданной зоны пространства осуществляется радиоло кационными станциями в подавляющем большинстве случаев последовательным «просмотром» отдельных участков задан ной зоны. Это достигается изменением положения антенны станции, которое приводит к перемещению диаграммы на правленности антенны и последовательному обзору всей за данной зоны. Поэтому информация о целях, находящихся в зоне действия станции, выдается ею не непрерывно, а через определенные интервалы времени, зависящие от времени об зора станцией всего заданного участка пространства.
Прерывистый характер получения данных о целях свой ствен большинству типов станций, но для станций обнару жения, наведения и целеуказания это относится к основному режиму работы, а для некоторых типов станций орудийной наводки — к вспомогательному режиму (например, режиму поиска целей, предшествующему переходу на сопровождение выбранной цели).
Время обзора пространства (а следовательно, и частота получения данных о целях) — одна из основных тактико-тех нических характеристик радиолокационных станций. Сокра
щение этого |
времени достигается |
различными |
методами и, |
в частности, |
увеличением скорости |
вращения |
антенны или |
работой в определенном секторе по азимуту или углу места. В ряде станций для уменьшения периода обзора создаются диаграммы направленности специальной формы, например узкой в горизонтальной плоскости и широкой в вертикальной. Как видно из рис. 135, это позволяет избежать перемещения антенны станции в вертикальной плоскости и увеличить тем
самым скорость обзора заданного сектора.
Вес и габариты станций могут быть весьма различными в зависимости от тактического назначения и технических па раметров станций. В настоящее время существуют стацио нарные станции, аппаратура которых весит несколько десят ков и даже сотен тонн, и станции весом в несколько десят ков килограммов. Как правило, повышение дальности действия станции, точности работы, разрешающей способности приво
248
дит при всех других равных условиях к увеличению веса и размеров антенной системы и аппаратуры станции. Стремле ние создать удобства в работе операторов, улучшить условия обслуживания и ремонта аппаратуры, повысить надежность ее работы влечет за собой увеличение размеров помещений для установки радиолокационных станций. Поэтому к тем ра диолокационным станциям, вес и габариты которых играют важную роль с точки зрения их боевого применения, предъ являются минимальные требования в отношении дальности действия, точности и других тактических параметров.
Рис. 135. Диаграмма направленности специальной формы
При конструировании радиолокационной аппаратуры, вес которой должен быть минимальным (например, в радиолока ционных взрывателях), прибегают к различным техническим приемам, снижающим габариты и величину потребляемой
энергии, в результате чего уменьшается и вес аппаратуры. |
Не |
|||
останавливаясь |
подробно на |
этом вопросе, |
укажем, |
что |
для этой цели |
используются |
печатные схемы, |
заменяющие |
|
проводной монтаж, вместо радиоламп устанавливаются полу проводниковые приборы, тяжелые металлы заменяются лег кими сплавами и т. п.
Время приведения в боевую готовность — также одна из основных тактических характеристик радиолокационных стан ций. Для развернутых на позиции наземных станций, кора бельной и самолетной аппаратуры под этим термином обычно понимают время, необходимое для включения станции, ее прогрева и установления нормального режима работы. В за висимости от типа и назначения станции это время может со ставлять от единиц до десятка минут.
249
Для подвижных наземных станций вместо термина «время приведения в боевую готовность» часто применяют два тер мина, характеризующие специфику конструкции и примене ния этих станций: «время развертывания (свертывания) стан ции на позиции» и «время включения (выключения) стан ции». Первый из этих терминов характеризует скорость, с которой расчет станции может развернуть прибывшую на позицию станцию. Так как время развертывания во многом зависит от конструкции станций, то при проектировании всегда учитывается их тактическое назначение. Так, напри мер, для станций орудийной наводки это время должно быть сведено к минимуму, иногда даже за счет ухудшения других характеристик станций; оно должно измеряться минутами, иначе будет задержано приведение в боевую готовность всей батареи. Наоборот, для тяжелых полустационарных станций дальнего обнаружения этот параметр не основной и время развертывания может равняться нескольким десяткам часов, Аналогично предъявляются различные требования и ко вре мени свертывания.
Под термином «время включения (выключения) станции» обычно понимается время приведения в боевое (рабочее) со стояние развернутой станции, т. е. время, необходимое для ее включения, разогрева и установления нормального режима работы.
Надежность работы станций. Надежность работы станций часто характеризуют количеством часов безаварийной, или, как обычно говорят, безотказной, работы аппаратуры либо вероятностью ее безотказной работы в течение требуемого периода времени (за время боевого вылета самолета, выхода корабля, проведения боевой операции, полета реактивного снаряда и т. д.).
При проектировании радиолокационной аппаратуры всегда стремятся повысить надежность ее работы. Однако делают это в разумных пределах с учетом условий боевого приме нения проектируемых станций, так как излишнее повышение надежности ведет обычно к напрасному удорожанию аппа ратуры, увеличению ее габаритов и веса.
В связи с тяжелыми механическими и климатическими условиями, в которых часто работают радиолокационные станции, при их конструировании принимают специальные меры, направленные на ослабление влияния тряски, ударов, влаги и изменения температуры.
МАКСИМАЛЬНАЯ ДАЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ
Выше уже указывалось, что одна из основных характери стик радиолокационной станции— ее максимальная (пре дельная) дальность действия. Рассмотрим теперь более по
250
дробно, от каких технических параметров аппаратуры зави сит эта величина.
С энергетической точки зрения максимальная дальность действия радиолокационной станции определяется в конечном счете ее способностью принять и зарегистрировать отражен ный от объекта сигнал. На величину максимальной дально сти действия станции влияют:
—мощность передатчика и свойства передающей антенны, определяющие интенсивность электромагнитного поля, облу чающего объект;
—отражательные свойства объекта, определяющие, какая часть падающей на него энергии отразится к станции;
—предельная чувствительность приемного устройства станции (определяемая как приемником, так и антенно-фи дерным устройством), характеризующая уровень отражен ного сигнала, который приемник еще может уловить;
—свойства среды, в которой распространяются радио волны.
Если принять, что поглощения энергии в атмосфере не происходит и что между станцией и целью существует пря мая видимость, зависимость дальности действия станции от указанных факторов может быть выражена следующей мате матической формулой, называемой часто уравнением даль ности радиолокационной станции:
( 6)
Л ,р .м и н (4 * )3 ’
где Ризл— мощность сигнала, излучаемого радиолокацион ной станцией (для импульсной радиолокационной станции под Ртл понимается импульсная мощ-' ность);
Рцр мин— мощность минимального отраженного сигнала, который еще может быть принят и обнаружен станцией;
о— эффективная отражающая площадь цели* (/-—коэффициент усиления антенны; А— рабочая волна станции.
Рассмотрим |
более подробно каждый из этих параметров |
и его влияние |
на дальность действия, станции. |
Мощность излучаемого сигнала. Как видно из формулы (6),
максимальная дальность действия радиолокационной станции пропорциональна корню четвертой степени из мощности из лучаемого сигнала. Следовательно, для сколько-нибудь за метного увеличения дальности надо существенно увеличивать мощность передатчика. Так, например, увеличение мощности в 2 раза повысит дальность действия станции меньше чем на 20%, а для повышения дальности в два раза надо поднять мощность передатчика в 16 раз!
251