 |
Эффективная площадь антенны
|
|
|
|
Введение
Целью данной работы является расчет радиолокационной станции. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 – Исходные данные
| Дальность действия, км | |
| Геометрические размеры антенны, м | ≤ 5 |
| Разрешающая способность по дальности, м | |
| Сектор обзора по азимуту, град | |
| Сектор обзора по углу места, град | |
| Эффективная поверхность рассеивания цели, м2 | |
| Среднеквадратичная ошибка (СКО) измерения дальности, м | |
| СКО измерения дальности, м | |
| СКО измерения азимута, град | |
| СКО измерения угла места, град | 0,3 |
| Вероятность правильного обнаружения | 0,5 |
| Вероятность ложной тревоги | 0,001 |
| Коэффициент шума | |
| Коэффициент различимости |
Выбор длины волны
Выбор длины волны сигнала передатчика PЛC производится из условий обеспечения следующих основных характеристик системы, максимальной дальности действия PJIC, которая снижается при укорочении длины волны из-за возрастания поглощение энергии радиоволн в реальной атмосфере и разрешающей способности по угловым координатам и погрешности их измерения, которые определяются шириной ДН антенны и улучшаются при укорочении длины волны. Необходимо учитывать взаимосвязь этих характеристик. На более коротких волнах проще реализуются как более высокая точность определения угловых координат, так и угловая разрешающая способность PЛC. Укорочение длины волны, при сохранении размеров антенны приводит к увеличению дальности обнаружения и коэффициента направленного действия антенны, но также при укорочении длины волны, возрастает поглощающее и рассеивающее действия гидрометеоров (снег, дождь, облака) и затухание в атмосфере.
|
|
|
Выберем длину волны проектируемой РЛС равной 4см.
Соответственно, частота излучаемого сигнала равна:
За счет поглощения энергии радиоволн в тропосфере дальность действия уменьшается.
Используя графики, представленные на рисунке 2.1 определим коэффициент поглощения в среднем (4 мм/с) дожде, кислороде и парах воды.
Рисунок 2.1 – Зависимость коэффициента поглощения энергии радиоволн в дожде от длины волны в: а) и вида гидрометеоров б) в кислороде и парах воды
Коэффициент поглощения в дожде составил δд = 0,001 дБ/ км
в кислороде δO2 = 0,007 дБ/ км
в парах δH2O = 0,001 дБ/ км
Суммарный коэффициент поглощения равен:
Зная суммарный коэффициент поглощения, можно определить максимальную дальность действия РЛС в свободном пространстве Dмакс, при которой РЛС будет обеспечивать требуемую дальность действия Dмаксп в среде с поглощением
То есть если выбрать длину волны сигнала равную 4 см, то для того чтобы обеспечить дальность действия проектируемой РЛС в условиях дождя малой интенсивности в свободном пространстве, проектируемая РЛС должна обеспечивать дальность, равную 375 км.
Параметры антенны
Геометрические размеры антенны
Так как по техническому заданию максимальный размер антенны не должен превышать 5 метров, примем размеры антенны в горизонтальной плоскости 5 метров тогда ширина диаграммы направленности в горизонтальной плоскости:
Определим размеры антенны в вертикальной плоскости:
Определим ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости:
Эффективная площадь антенны
Эффективная площадь антенны зависит от геометрической площади антенны и коэффициента использования её поверхности. Определим геометрическую площадь антенны:
Для того чтобы определить эффективную площадь антенны необходимо знать коэффициент использования её поверхности. Для антенны с прямоугольным раскрывом он равен 0,9, тогда Sэфф будет равна:
|
|
|
|
|
|
