На тактические характеристики РЛС

 

Параметры ТП и ВС определяются параметрами основных его составляющих: приемного устройства и аппаратуры защиты от помех. Рассмотрим влияние параметров приемного устройства на тактические характеристики РЛС.

К основным параметрам приемного устройства относятся: чувствительность или коэффициент шума; избирательность; полоса пропускания; коэффициент усиления; динамический диапазон. Ухудшение любого из перечисленных параметров приводит к увеличению потерь энергии полезного сигнала (снижения отношения сигнал-шум) в том или ином элементе тракта. Поэтому, выбирая структуру построения тракта приема и выделения сигналов из помех и параметры его элементов, стремятся обеспечить минимизацию потерь в тракте при приемлемых конструктивных, технологических и экономических показателях.

Чувствительность современных радиолокационных приемников ограничивается в основном уровнем их собственных шумов и составляет 10^-12...10^-15Вт. На практике для характеристики радиолокационных приемников пользуются понятием предельной и реальной чувствительности.

Предельная чувствительность определяется выражением

 

Р_min = 2Df×K×Т×(N + t_a - 1),

 

где К = 1,38×10-23Дж/град - постоянная Больцмана;

Т - абсолютная температура;

t_a- относительная температура антенны;

N - коэффициент шума;

2Df- полоса пропускания.

Реальная, или пороговая чувствительность:

 

Р_р = Р_min×g_s ,

 

где g_s - коэффициент различимости, который определяется из условия обеспечения значений D и F с учетом суммарных потерь в реальном тракте обработки и отображения. Обычно g_s составляет единицы-десятки децибел.

Коэффициент шума определяет предельную чувствительность приемника при оптимальной полосе, поэтому получение возможно меньшего N всегда выгодно. Однако использование параметрических и молекулярных охлаждаемых усилителей, имеющих N<1,5, не всегда возможно, поэтому в РЛС используют УВЧ на неохлаждаемых усилителях с практически достижимым коэффициентом шума 3...5.

Влияние чувствительности приемника на дальность обнаружения РЛС хорошо известно из уравнения радиолокации.

Избирательностью приемника называется его способность выделять полезный сигнал из смеси сигналов и помех. Свойство приемника выделять полезный сигнал базируется на использовании отличий сигнала от помехи, как то: частотных, временных и т.д.

Частотная избирательность обеспечивается в основном при помощи резонансных контуров, полосовых фильтров и других элементов, позволяющих получить требуемую частотную характеристику приемника.

Временная избирательность заключается в отпирании приемника только на время прихода полезного сигнала, что возможно лишь при импульсной работе передатчика.

Об избирательности приемника в первом приближении можно судить по форме амплитудно-частотной характеристики.

Коэффициент усиления приемника показывает, во сколько раз амплитуда сигнала на его выходе превышает амплитуду сигнала на его входе. В общем случае коэффициент усиления приемника равен произведению коэффициентов усиления отдельных его каскадов. Мощность сигналов, поступающих на вход приемника от удаленных целей, незначительна, а для нормальной работы оконечных устройств РЛС мощность сигналов на выходе приемника должна составлять доли или единицы Вт. Поэтому радиолокационные приемники должны иметь высокий коэффициент усиления.

Ширина полосы пропускания приемника - диапазон частот, на границах которого коэффициент усиления приемника по мощности в два раза меньше коэффициента усиления на несущей частоте. Величина полосы пропускания определяется из графика амплитудно-частотной характеристики приемного устройства на уровне 0,5Кp (рис.4.5). Для радиолокационных приемников в случае простых сигналов полоса пропускания линейной части должна быть

2Df=(1...5)/t_и.

 

Динамический диапазон. В зависимости от расстояния до целей мощность полезных сигналов на входе приемника может различаться в несколько миллионов раз. Кроме того, на вход приемника поступают мощные отражения от местных предметов и умышленные помехи, превосходящие по интенсивности полезные сигналы. Задача состоит в том, чтобы не потерять информацию о слабых сигналах целей на фоне сильных помех.

Радиолокационный приемник, будучи весьма чувствительным, не должен перегружаться под действием мощных сигналов.

Динамический диапазон Д характеризует способность приемника нормально работать при различных уровнях входных сигналов и определяется как

Д = 10×lg(Pвх.макс/Pвх.мин),

где Pвх.мин - минимальная, а Рвх.макс - максимальная мощность входного сигнала при допустимой нелинейности амплитудной характеристики.

Логарифмические УПЧ приемников имеют Д =(60...80)дБ, однако при этом усиление слабых сигналов недостаточно для работы оконечных устройств. Линейные УПЧ имеют большое усиление, но недостаточный динамический диапазон (около 20 дБ). Поэтому в РЛС нашли применение линейные приемники с различными видами регулировок усиления, повышающими динамический диапазон при обработке эхо-сигналов, а также логарифмические приемники в системах пеленгации ПАП и системах измерения высоты методом парциальных диаграмм.