2.3.2 Принципы работы основных систем рлс

2.3.2.1 Антенные системы рлс

Антенной называется устройство, предназначенное для излучения в пространство энергии в виде радиоволн (передающая антенна) или для приема энергии радиоволн, приходящих в данную область пространства (приемная антенна).

Основные характеристики антенн:

- характеристика направленности;

- КПД антенны;

- коэффициент направленного действия;

- коэффициент усиления;

- эффективная высота (поверхность) антенны;

- входное сопротивление антенны.

Основной характеристикой направленности антенны является диаграмма направленности.

Диаграмма направленности антенны - зависимость относительной величины напряженности поля или плотности потока мощности от направления в пространстве (рис.2.12.).

В зависимости от формы различают круговые, игольчатые, веерные, косекансные и другие виды диаграмм направленности. Для зеркальных антенн РЛС диаграмма направленности характеризуется шириной по половинной мощности

θ_0,5Р = (60…80)λ/d, [2.14]

где d – размер раскрыва зеркальной антенны.

КПД η характеризует величину потерь мощности подводимой к антенне

η = P_Σ/P_o, [2.15]

где P_Σ – мощность, излучаемая антенной;

P_o - мощность, подводимая к антенне.

Коэффициент направленного действия D(β,φ) - это отношение плотности мощности П_и, излучаемой направленной антенной в направлении, определяемом углами β,φ, к плотности мощности П_ви, которая излучалась бы всенаправленным излучателем при условии равенства излучаемых мощностей Р_изл.

D(β,φ) = П_и(β,φ)/ П_ви, [2.16]

где П_ви = Р_изл/4π

Коэффициент усиления антенны G - это число, показывающее выигрыш в плотности потока мощности направленной антенны и учитывающий потери в антенне:

G(β,φ) = ηD(β,φ), [2.17]

где η – коэффициент полезного действия антенны.

Эффективная поверхность антенны А – это поверхность гипотетической антенны, в которой в отличии от реальной антенны с геометрической площадью S, распределение токов равномерно.

Отношение А/ S – это коэффициент использования поверхности, для линейных антенн он определяет эффективную высоту (длину).

Входным сопротивлением антенны Za называют сопротивление, на которое нагружен питающий антенну фидер

Za = R_A + jR_p, [2.18]

где R_A – активное входное сопротивление;

R_Р – реактивная составляющая входного сопротивления.

Р ис.2.12. Диаграмма направленности антенны в полярной системе координат

Перемещение ДН антенны определяет конфигурацию пространства, называемого зоной действия РЛС.

Обзор пространства РЛС ГА производится последовательным и параллельным способами.

При обзоре по азимуту используется последовательный обзор (круговой), а по углу места – параллельный (одновременный). Исключение составляют посадочные РЛ, в которых обзор и по азимуту, и по углу места – последовательный в требуемых секторах.

2.3.2.2 Передающие и приёмные системы рлс

Радиопередающие системы предназначены для формирования модулированных высокочастотных колебаний, энергия которых антенной преобразуется в энергию электромагнитных волн.

Радиопередающая система может состоять из одного или нескольких радиопередающих устройств, формирующих непрерывные или импульсные радиолокационные сигналы.