Ecuația de bază a radarului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 20 iulie 2018; verificările necesită 7 modificări .

Ecuația de bază a radarului este o formulă care descrie raza de acțiune a unui radar prin calcularea puterii semnalelor radio și a diferitelor pierderi. Pentru majoritatea radarelor active, care sunt monostatice (antenele de transmisie și recepție sunt apropiate sau aliniate), puterea semnalului recepționat este invers proporțională cu puterea a 4-a a distanței până la țintă, pentru radarele pasive, puterea semnalului este invers proporțională cu a 2-a. puterea distantei.

Puterea primită

Puterea răspunsului recepționat al semnalului radio este dată de ecuația [1] :

{\displaystyle P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R_{t}^{ 2}R_{r}^{2}}}=P_{t}\cdot {{G_{t}} \over {4\pi R_{t}^{2}}}\cdot F^{2}\ cdot {\sigma }\cdot F^{2}\cdot {{A_{r)) \over {4\pi R_{r}^{2))))

Denumiri:

P r este puterea semnalului antenei de recepție ;
P t este puterea emițătorului radio;
G t este câștigul antenei de transmisie;
A r (uneori S ) este aria efectivă (apertura) a antenei de recepție, A r = G r *λ²/4π, unde G r este câștigul antenei de recepție, λ este lungimea de undă .
σ este aria de împrăștiere efectivă a țintei într-un unghi dat;
F este factorul de pierdere în timpul propagării semnalului;
R t este distanța de la antena de transmisie la țintă;
R r este distanța de la țintă la antena de recepție.

În cazul în care antenele de emisie și de recepție sunt situate la aceeași distanță de țintă, adică în toate radarele monostatice (Sisteme radar cu o singură poziție, OSR) și uneori, în alte tipuri, formula este simplificată prin R t = R r = R , ceea ce conduce la coeficientul R 4 :

P_{r}={{P_{t}G_{t}A_{r}\sigma F^{4}} \over {{(4\pi )}^{2}R^{4}}}.

Astfel, puterea primită scade proporțional cu puterea a 4-a a distanței.

Coeficientul F poate fi luat egal cu 1 dacă presupunem că unda se propagă în vid fără pierderi și fără interferențe.

Sensibilitatea minimă a receptorului

Puterea minimă la care receptorul poate detecta semnalul reflectat de la țintă este dată de formula

P_{{r.min}}=kT\Delta f_{r}k_{n}k_{d}

k este constanta Boltzmann ;
T este temperatura absolută a receptorului;
Δ f r este lățimea de bandă a receptorului;
k n este cifra zgomotului receptorului;
k d este coeficientul de distingere (raportul semnal-zgomot energie la intrarea receptorului, la care este asigurată recepția semnalelor cu parametri specificați).

Raza radarului de răspuns pasiv

D_{max}={\sqrt[{4}]{\frac {P_{t}G_{t}G_{r}\lambda ^{2}\sigma }{\left(4\pi \right )^{3}P_{r.min}}}}}

Unde:

\;P_{t}

este puterea emițătorului;

\;G_{t}

este câștigul de radiație al antenei;

\;G_{t}

- castig de antena la receptie;

\;\lambda

- lungimea de unda ;

\;\sigma

— zona eficientă de împrăștiere a țintei ;

\;P_{{r.min}}

este sensibilitatea minimă a receptorului.

Raza radar de răspuns activ

Un răspuns activ vine de la un transponder (releu) radar instalat pe țintă.

Interval maxim pe canal de solicitare

D_{{req.max}}={\sqrt {{P_{{req}}G_{{req}}A_{r}} \over {4\pi P_{{r.min}}}}}

Raza maximă pe canalul de răspuns

D_{{resp.max}}={\sqrt {{P_{{resp}}G_{{resp}}A_{r}} \over {4\pi P_{{r.min}}}}}

Când se lucrează cu un răspuns activ, distanța intră în formule cu o putere de 2, nu 4, deoarece puterea transponderului este fixă și nu depinde de puterea radiației radar incidente pe „țintă”. În cazul unui răspuns pasiv, ținta, conform principiului Huygens-Fresnel , este un re-radiator secundar, a cărui putere este direct proporțională cu radiația radar incidentă asupra acestuia. Astfel, cu un radar pasiv, semnalul de la emițătorul radar pe drumul către țintă slăbește cu un factor, este reflectat și apoi slăbește cu un alt factor pe drumul de la țintă la receptorul radar . Ca urmare, obținem coeficientul , iar în cazul în care R t = R r = R , acest coeficient este egal cu . $4\pi R_{t}^{2}$ $4\pi R_{r}^{2}$ ${(4\pi )}^{2}R_{t}^{2}R_{r}^{2}$ ${(4\pi )}^{2}R^{4}$

Vezi și

Note

↑ Ecuația radar (link inaccesibil) . Sala de curs radio . Preluat la 7 aprilie 2011. Arhivat din original la 12 iulie 2011. (nedefinit)

Literatură

Bakulev P.A. Sisteme radar: manual pentru universități. - M .: Inginerie radio, 2004.
Belotserkovsky G.B. Noțiuni fundamentale ale radarului și dispozitivelor radar. - M.: Radio sovietică, 1975.
Yu.F. Shirokov, Fundamentele teoriei sistemelor radar: electroni. manual indemnizatie - Samar. stat aerospațială un-t im. S.P. Queen, 2012. p. 22-23, 35-36

Link -uri

Ecuația radar ( arhivată // ESA , 2000 )
ECUAȚIA RADAR CU DOUĂ CARE (MONOSTATIC) Arhivată la 14 martie 2012 la Wayback Machine / Manual de inginerie electronică și sisteme radar // Naval Air Warfare Center Weapons Division, Point Mugu, California, 1997 (engleză)
Lecția 10. Gama sistemelor radar. Copie de arhivă din 4 martie 2016 la Wayback Machine / Instruire specială militară // Materiale educaționale ale Departamentului militar al Institutului de Fizică și Tehnologie din Moscova