Материал: РНП Конспект Демиденко 2010

6

остается неподвижной. Навигационное изображение на ЭЛТ при такой ориентации может быть смазанным из-за рыскания

судна во время его движения, в то время как метка курса остается неподвижной. (Разновидностью ориентации по «КУРСУ» является ориентация «КУРС

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ»).

С введением в индикатор данных от гирокомпаса можно сохранить такое положение изображения, при котором северная часть компасного меридиана для

изображаемой на экране области пространства будет находиться на одном и том же направлении при любом изменении курса судна.

Этот режим ориентации изображения называется стабилизацией относительно Севера или ориентацией по «СЕВЕРУ». В данном случае (см. рис.1.9) мнимая линия северной части компасного меридиана всегда будет направлена вверх.

При изменении курса судна изображение остается неподвижным, меняет положение только отметка курса судна.

Третий вид ориентации изображения - «КУРС СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ» дает возможность стабилизации его относительно Севера и одновременной ориентации относительно курса.

При этом линия отметки курса будет вновь направлена только вверх (см.

рис.1.10), а изображение будет оставаться неподвижным.

Линия отметки курса может смещаться при незначительных изменениях курса

судна (в частности, при «рыскании»).

(В некоторых НРЛС ориентир «Север» отображается подвижным маркером).

Рис.1.10. Пример радиолокационного изображения при ориентации по «Курсу стабилизированному»

1.2.2.Индикация относительного и истинного движения

Врассмотренных выше режимах индикации радиолокационного изображения судно имеет фиксированное место на экране — центр начала развертки. При этом судно считается неподвижным.

экране будут совершать движение со скоростями, величина и направление которых

будут определяться суммой скоростей движения судна и самих целей. Иначе говоря, это будут относительные движения отметок в судовой системе координат.

Следовательно, все окружающие объекты, изображаемые на экране, имеют видимое перемещение относительно судна, т. е. все они перемещаются с относительными скоростями по относительным направлениям в масштабе установленного

изображения.

Такой режим называется режимом индикации относительного движения (ОД).

Режим ОД, как правило, осуществляется при ориентации изображения относительно курса либо Севера, а также может быть одновременно ориентирован по курсу и стабилизирован по Северу.

В современных радиолокаторах используется также режим индикации

истинного движения (ИД). В данном режиме центр начала развертки, принимаемый

за отметку своего судна, перемещается по экрану со скоростью в направлении,

соответствующему истинному курсу и скорости своего судна в масштабе изображения, стабилизированного относительно Севера.

Все неподвижные объекты на экране должны быть неподвижными, а движущиеся цели – перемещаться своими истинными курсами и скоростями.

Для осуществления режима «Истинное движение» из относительного движения отметок целей вычитается собственное движение судна-носителя НРЛС [7].

ВНРЛС операция вычитания выполняется смещением центра изображения,

который является отметкой своего судна, в направлении и со скоростью, которые

вводятся в систему от лага и гирокомпаса.

Пределы перемещения изображения своего судна на экране ограничиваются необходимостью - иметь возможность обнаруживать цели по корме и по носу при приближении своей отметки к краю экрана.

ВНРЛС, при первоначальном включении режима ИД и при последующих переориентациях, отметка своего судна смещается в сторону, противоположную

последнему курсу, на расстояние, соответствующее 2/3 радиуса экрана.

Переориентация изображения на ИКО (режим «Возврат» - то есть отметка своего

судна смещается по контркурсу на расстояние, соответствующее 2/3 радиуса экрана) производится автоматически, если отметка своего судна приблизилась к краю

экрана на 1/3 его радиуса (. Кроме того, возврат может быть выполнен оператором в

любой момент вручную, нажатием соответствующей кнопки.

Основным достоинством данного режима является то, что все неподвижные

объекты, окружающие судно, воспроизводятся на экране как неподвижные, а отметки от подвижных объектов будут перемещаться по экрану не с относительными скоростями, как в режиме ОД, а с истинными и по истинным направлениям,

соответствующим масштабу индицируемого изображения.

Для выполнения этого режима в НРЛС должен быть блок истинного движения, в который поступают данные из гирокомпаса и лага.

Как правило, этот режим осуществляется на шкалах до 8 миль включительно.

(Если в режиме ИД происходит смещение неподвижных объектов, то это указывает на то, что гирокомпас и/или лаг выдают неточные данные. Введя в блок

ИД корректирующие данные на указанные приборы и добившись неподвижности неподвижных объектов, можно определить погрешность этих приборов).

Недостатки относительного радиолокационного изображения при плавании

вдоль побережий и в узкостях, а именно размазывание изображений неподвижных

объектов и трудность их выделения среди подвижных, начинают ощущаться только после работы в режиме ИД.

8

Лекция №3

1.3. Эксплуатационные и технические характеристики НРЛС

1.3.1. Эксплуатационные характеристики

Эксплуатационные характеристики определяют возможности

морских НРЛС для решения навигационных задач как самостоятельно, так и во взаимодействии с другими радиоэлектронными средствами.

К эксплуатационным характеристикам (иногда – «данным») относятся: определяемые координаты и возможность получения траекторий движения

целей;

максимальная дальность действия – Dmax; минимальная дальность действия (обнаружения) - Dmin;

разрешающая способность по определяемым координатам – по дальности - D и

по углу - Δα;

точность измерения определяемых координат;

количество целей, информация о которых может обрабатываться одновременно;

время приведения НРЛС в рабочее состояние с момента ее включения; помехозащищенность; надежность;

работоспособность при различных механических и климатических условиях.

Максимальная дальность радиолокационного обнаружения зависит от

технических параметров НРЛС, отражающих свойств объекта, состояния атмосферы, подстилающей (водной) поверхности и других причин.

Минимальная дальность действия НРЛС – то есть минимальное расстояние, при котором цель уже отображается на ЭЛТ, определяется длительностью

зондирующего импульса, временем восстановления чувствительности приемника,

инерционностью антенного переключателя, временем восстановления газового разрядника при переходе работы НРЛС из режима «передача» в режим «прием».

Отсюда следует, что длительность зондирующего импульса τзи, согласно уравнению (2) определяет дистанцию

где - τзи [мкс].

Для коротких τзи≤1мкс принято считать, что время восстановления чувствительности приемника НРЛС tв ≈τзи.

В этом случае минимальная дальность действия определяется уравнением

Dmin=150(tв+τзи) ≈300τзи . (4)

Уменьшаться минимальное расстояние будет и при укорочении волноводного

тракта, так как при прохождении импульсов от приемопередатчика в антенну (и

обратно) потребуется меньше времени.

В современных НРЛС значение минимальной дальности лежит в пределах

20…50 метров.

9

Однако следует учитывать, что на реальную минимальную дальность действия НРЛС существенное влияние оказывают так называемая мертвая зона и теневые сектора. Из рис.1.13 видно, что мертвая зона – Dм.з. зависит от высоты установки антенны НРЛС и ее ширины диаграммы направленности в вертикальнойплоскостиθ.

На рис.1.13 обозначены: h- высота установки антенны судовой НРЛС, θ - ширина

диаграммы направленности ее антенны в вертикальной плоскости.

Dм.з.=h.ctg(θ/2). (5)

Сравнивая уравнения (4) и (5) видно, что даже при очень малой длительности зондирующего импульса τзи, реальная минимальная дальность действия может существенно увеличиться из-за мертвой зоны РЛС.

Разрешающая способность по дальности – это минимальное расстояние

D между двумя, раздельно наблюдаемыми целями, расположенными в одном направлении относительно НРЛС.

Обычно D представляет собой реальную разрешающую способность по дальности. Она отличается от потенциальной Dпот. из-за технических параметров

НРЛС, то есть

того, что в реальных условиях зондирующий импульс носит форму гауссовой кривой,

Разрешающая способность по дальности, определяемая уравнением (8)

является потенциальной. На практике же разрешающая способность по дальности хуже из-за характеристики ЭЛТ индикатора, то есть из-за собственной разрешающей способности самой ЭЛТ Dинд., которая определяется уравнением

где; dп – диаметр электронного пятна ЭЛТ,

М – масштаб шкалы дальности индикатора.

10

(Обычно М=Dmax/l, где Dmax – максимальное расстояние до цели, l – длина

развертка ЭЛТ).

Поэтому реальная разрешающая способность НРЛС по дальности

Разрешающая способность по углу (по направлению) в горизонтальной

плоскости – это минимальный угол α между направлениями на два

равноудаленных точечных объекта 1 и 2 (см. рис.1.16), при котором отраженные сигналы от этих целей принимаются и отображаются на ЭЛТ индикатора РНЛС

раздельно.

Существует понятие реальной разрешающей способности αр. Обычно она хуже потенциальной

разрешающей способности αо, которая приблизительно

равна ширине диаграммы направленности антенны НРЛС

в горизонтальной плоскости, т.е. αо≈αгор, где αгор – ширина

Рис.1.16. диаграммы направленности антенны в горизонтальной

плоскости на уровне 0,5 мощности излучения. (Существует

формула, по которой можно приблизительно определить αгор (в градусах). Она

lа - линейный размер антенны (в метрах).

На ухудшение разрешающей способности оказывает влияние и характеристика

где; dп – диаметр яркостного пятна на экране ЭЛТ, образованного сфокусированным лучем ЭЛТ;

Из уравнения (11) следует, что для того, чтобы улучшить разрешающую способность по углу (направлению), необходимо уменьшать длину волны λ, увеличивать линейный размер антенны lа, уменьшать dп – диаметр яркостного пятна экрана ЭЛТ и увеличивать диаметр ЭЛТ.

Разрешающая площадка НРЛС - Sp.

Зная реальные разрешающие способности НРЛС по дальности и по углу, значение

разрешающей площадки определяется как (см. рис.1.17):

(см. рис.1.18).

В этом случае учитывается «высота»

объема h, определяемая дистанцией D и шириной диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости θ.