Основное уравнение радиолокации — формула, описывающая дальность действия радиолокатора, через расчет мощности радиосигналов и различных потерь. Для большинства активных радиолокаторов, являющихся моностатическими (передающая и приемная антенны находятся вблизи или совмещены), мощность принимаемого сигнала обратно пропорциональна 4-й степени расстояния до цели, для пассивных локаторов мощность сигнала обратно пропорциональна 2-й степени расстояния.
Принимаемая мощность Мощность принимаемого отклика радиосигнала задаётся уравнением:
Обозначения: Pr — мощность сигнала приёмной антенны; Pt — мощность радиопередатчика; Gt — коэффициент усиления передающей антенны; Ar (иногда S) — эффективная площадь (апертура) приемной антенны, Ar = Gr*λ²/4π, где Gr — коэффициент усиления приемной антенны, λ — длина волны. σ — эффективная площадь рассеяния цели в данном ракурсе; F — коэффициент потерь при распространении сигнала; Rt — расстояние от передающей антенны до цели; Rr — расстояние от цели до приёмной антенны.
В случае, когда передающая и приёмная антенны располагаются на одинаковом расстоянии от цели, то есть во всех моностатических РЛС (Однопозиционных радиолокационных системах, ОПРЛС) и иногда, в других типах, формула упрощается за счет Rt = Rr = R, что приводит к коэффициенту R4:
Таким образом, принимаемая мощность уменьшается пропорционально 4-й степени расстояния.
Коэффициент F можно принять равным 1, если считать, что волна распространяется в вакууме без потерь и без интерференции.
Минимальная чувствительность приемника
Минимальная мощность, при получении которой приемник может обнаружить отраженный от цели сигнал, задается формулой
k — постоянная Больцмана; T — абсолютная температура приемника; Δfr — полоса пропускания приемника; kn — коэффициент шума приемника; kd — коэффициент различимости (отношение энергий сигнал/шум на входе приемника, при котором обеспечивается прием сигналов с заданными параметрами).
Дальность действия радиолокатора с пассивным ответом
, где: — мощность передатчика; — коэффициент усиления антенны при излучении; — коэффициент усиления антенны при приёме; — длина волны; — эффективная площадь рассеяния цели; — минимальная чувствительность приёмника.
Дальность действия радиолокатора с активным ответом Активный ответ приходит от радиолокационного ответчика (ретранслятора), установленного на цели.
Максимальная дальность действия по каналу запроса
Максимальная дальность действия по каналу ответа
При работе с активным ответом, расстояние входит в формулы со степенью 2, а не 4, так как мощность ответчика является фиксированной и не зависит от мощности падающего на "цель" излучения радара. В случае же пассивного ответа, цель, согласно принципу Гюйгенса-Френеля, представляет собой вторичный переизлучатель, мощность которого прямо пропорциональна падающему на него излучению радара. Таким образом, при пассивной радиолокации сигнал от передатчика радара по пути к цели ослабевает в раз, отражается, а затем по пути от цели до приемника радара ослабевает еще в . В результате получаем коэффициент , и в случае, когда Rt = Rr = R, этот коэффициент равен .
См. также Радиолокация Радиолокационная станция
Примечания
Литература Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. – М.: Радиотехника, 2004. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные устройства. – М.: Советское радио, 1975. Ю.Ф. Широков, Основы теории радиолокационных систем: электрон. учеб. пособие - Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева, 2012. стр 22-23, 35-36
Ссылки The radar equation (архивная копия // ESA, 2000 TWO-WAY RADAR EQUATION (MONOSTATIC) / Electronic Warfare and Radar Systems Engineering Handbook // Naval Air Warfare Center Weapons Division, Point Mugu, California, 1997 Занятие 10. Дальность действия радиолокационных систем. / Военно-специальная подготовка // Учебные материалы Военной кафедры МФТИ
Категория:Радиолокация