+7 (812) 4-673-673
РАДИОЛОКАЦИЯ часть 2
24.12.2013
Начало статьи 'Радиолокация. Часть 1.'
X-диапазон и S-диапазон
При ясной погоде нет значительной разницы между Х- и S-диапазонами. Однако в условиях сильного дождя РЛС, работающая в S-диапазоне дает несколько лучшее обнаружение, чем РЛС работающая в Х-диапазоне.
Разрешающая способность РЛС
Имеются два важных параметра, от которых зависит общая разрешающая способность РЛС: разрешение по азимуту и разрешение по дальности.
Разрешающая способность по азимуту
Разрешающая способность по азимуту – это способность РЛС показывать на экране в виде отдельных меток эхосигналы от двух близких целей, находящихся на одинаковом удалении от РЛС. Она пропорциональна длине антенны и обратно пропорционально длине волны. Длина излучат-еля антенны должна обеспечивать разрешение по азимуту лучше, чем 2,5? (требования резолюции IMO). Для Х-диапазона обычно это условие выполняется при длине излучателя не менее 1,2 м (4 фута). Для РЛС, работающей в S-диапазоне, необходимая длина излучателя составляет не менее 3,6 м (12 футов).
Разрешающая способность по дальности
Разрешающая способность по дальности – это способность РЛС показывать на экране в виде отдельных меток эхосигналы от двух близких целей, находящихся на одинаковом пеленге относительно РЛС. Она определяется только длительностью импульса. Например, при длительности импульса 0,08 мкс разрешающая способность выше 40 м.
Тестовые цели, которые используются для определения разрешающей способности по азимуту и дальности, представляют собой радиолокационные отражатели с площадью отражения 10 м2.
Точность определения пеленга
Одной из наиболее важных характеристик РЛС является точность определения пеленга на цель. Точность определения пеленга в основном зависит от ширины радиолокационного луча. Однако, пеленг обычно измеряется относительно направления движения судна, так что важным фактором обеспечения точности по азимуту является точность юстировки курсовой линии в процессе монтажа. Чтобы свести к минимуму погрешность при определении пеленга на цель, установите эхосигнал от цели в крайнее положение на экране, выбрав соответствующий диапазон дальности.
Измерение расстояния
Измерение расстояния до цели также является важной функцией РЛС. В общем случае, имеются два средства измерения дистанции: неподвижные кольца дальности и подвижное кольцо дальности (ПКД). Неподвижные кольца дальности отображаются на экране через заданный интервал и обеспечивают приблизительную оценку расстояния до цели. Диаметр ПКД нужно изменить так, чтобы оно коснулось внутреннего края цели, позволяя оператору получить более точные измерения дистанции.
Минимальный диапазон дальности
Минимальный диапазон дальности определяется кратчайшим расстоянием, на котором (при использовании шкалы дальности 1,5 или 0,75 морских миль) цель с площадью отражения 10 м2 не сливается с точкой местонахождения антенны.
Минимальный диапазон дальности зависит от длины импульсов, высоты расположения антенны и способа обработки сигналов (например, подавление основного импульса и цифровое квантование). Используйте меньшие шкалы дальности, поскольку они дают лучшее разрешение и четкость изображения. Резолюция MSC.192(79) Международной морской организации требует, чтобы минимальный диапазон дальности был не более 40 м. РЛС данной серии удовлетворяют этому требованию.
Максимальный диапазон дальности
Максимальный диапазон обнаружения, Rmax, сильно варьируется в зависимости от высоты расположения антенны, высоты цели над уровнем моря, размера, формы и материала цели, а также атмосферных условий. При нормальных атмосферных условиях максимальный диапазон дальности равен или немного меньше радиолокационного горизонта. Радиолокационный горизонт дальше оптического приблизительно на 6% из-за явления дифракции радиолокационного сигнала. Rmax можно найти из следующей формулы.
Rmax = 2.2 x (?h1+?h2)
где, Rmax: радиолокационный горизонт (морские мили):
h1: высота антенны (м)
h2 : высота цели (м)
Например, если высота антенны над уровнем моря 9 м, а высота цели 16 м, то максимальный диапазон дальности будет:
Rmax= 2.2 x (?9+?16) = 2.2 x (3 + 4) = 15.4 nm
Диапазон обнаружения уменьшается из-за влияния осадков (которые поглощают радиолокационный сигнал).
Ложные эхосигналы
Иногда эхосигналы появляются на экране в местах, где нет целей, или, наоборот, пропадают, даже если есть цель. Эти случаи можно распознавать, если вы понимаете причины их возникновения. Типичные ложные эхосигналы приведены ниже.
Многократно отраженные эхосигналы
Многократно отраженные эхосигналы возникают в случае, когда переданный импульс отражается от протяженного объекта, например, большого судна, моста или волнореза. Эхосигналы, отраженные два, три и большее число раз, могут наблюдаться на экране на расстоянии, превышающем фактическое расстояние до цели в два, три и больше раз, см. рисунок ниже. Многократно отраженные эхосигналы можно ослабить или совсем убрать, уменьшив настройку усиления (чувствительности) или правильно отрегулировав функцию подавления помех от моря.
Эхосигналы боковых лепестков
Каждый раз при передаче импульса часть излучения уходит в сторону от основного луча и называется 'боковым лепестком' диаграммы направленности антенны. Если цель расположена таким образом, что от нее отражаются импульсы, как основного луча, так и боковых лепестков антенны, мы получаем дополнительные эхосигналы от цели, расположенные по бокам от истинного эхосигнала на том же расстоянии. Боковые эхосигналы, как правило появляются на коротких диапазонах дальности и от стабильных целей. Их можно ослабить путем плавного уменьшения усиления или регулировки функции подавления помех от моря.
Мнимое изображение
Сравнительно крупная цель вблизи своего судна может отображаться на экране в двух позициях. Одно изображение является истинным эхосигналом, отраженным непосредственно от цели, а второе представляет собой ложный эхосигнал, который возник в результате эффекта зеркального отражения от крупного объекта на своем судне или вблизи него(см. рис. ниже). Если судно подходит слишком близко, например, к металлическому мосту, подобный ложный эхосигнал может быть временно виден на экране.
Теневой сектор
Дымовые трубы, вытяжные трубы, мачты и грузовые стрелы, расположенные на пути излучения антенного блока, препятствуют радиолокационному излучению. Если угол затенения антенны превышает несколько градусов, то может образоваться 'слепой' сектор. Внутри этого сектора цели не обнаруживаются.
Помехи от соседних радаров
Если другой радар, работающий в том же частотном диапазоне, находится вблизи своего судна, на экране могут появиться помехи. Эти помехи состоят из ряда точек,
принимающих различные виды. Во многих случаях эти точки не появляются в одних и тех же областях экрана, и могут быть легко распознаны.
Если близко расположенные радары одной и той же модели, частота повторения импульсов которых практически совпадает. Поэтому помехи могут отображаться в виде концентрических кругов. Эффект подавления помех может быть усилен выбором различных частот следования импульсов близко расположенных радаров.