3.9.2 Основни технически параметри на рецепциятаустройства и влиянието им върху бойните възможности на РЛС
Параметрите на пътя за приемане и филтриране на сигнали се определят от параметрите на основните му компоненти: приемното устройство и средствата за защита от смущения. Нека разгледаме влиянието на техническите параметри на приемното устройство върху тактическите характеристики на радара.
Под технически параметри имаме предвид преди всичко електрически параметри, основните от които са:
гранична и прагова чувствителност на приемника или коефициент на шум;
динамичен диапазон за вход и изход;
работен честотен диапазон;
честотна лента и селективност на честотата.
Чувствителност на приемника.Чувствителността на приемника е способността на приемника да изпълнява функциите си, когато получава слаб сигнал при наличие на смущения.
Чувствителността на съвременните радарни приемници е ограничена главно от нивото на собствения им шум и е 10 -12 . 10 -15 W. На практика за характеризиране на радарните приемници има: гранична, прагова и реална чувствителност.
Максималната чувствителностна приемника е минималната мощност или напрежение на сигнала, индуциран в антената, при което отношението сигнал/шум на изхода на линейната част на приемника, т.е. на изхода на високочестотния път (HF) е равно на единица.
Този параметър характеризира мощността на сигнала на входа на приемника, равна на еквивалентната мощност на шума на приемника, преизчислена към неговия вход, като се вземе предвид мощността на шума на антената, атмосферата, космоса, Земята:
къдетоk= 1.38. 10 -23 J,К– константа на Болцман,Tо – температура на антената в градуси по скалата на Келвин,Пш – честотна лента на шума на приемника (обикновено равна на честотната лента на IF, т.е. честотна лента на приемника),Кш –коефициент на шум на приемника,tА =ТА/То – относителна температура на антената. Ограничителната чувствителност на приемника се използва за сравняване на шумовите свойства на RF.
Прагова чувствителностсе разбира като минималния сигнал, индуциран в антената, при който приемното устройство работи с дадените вероятности за правилно откриване и фалшива аларма. По този начин праговата чувствителност се определя на изхода на система за обработка (например детектор) и се използва за сравняване на приемници със същата система за обработка.
Нека разгледаме по-подробно концепцията за коефициента на шум на приемникаKsh, който служи за оценка на шумовите свойства на RF приемника.
Коефициентът на шума на приемника е число, показващо колко пъти съотношението сигнал / шум на изхода на приемника е по-малко от съотношението сигнал / шум на неговия вход (фиг. 3.53, а), т.е.
къдетоPNout =PNinKp +PNshb – мощност на шума на изхода на приемника,Kp =PCout/PCin – коефициент на усилване на мощността на входния сигнал. Тогава
(3,30)
От формула (3.30) следват два важни извода: коефициентът на шума на приемното устройство винаги е по-голям от единица; влиянието на собствения шум върхуKsh е толкова по-малко, колкото по-голямо е усилването на мощносттаKр.
Представяйки приемника под формата на каскадно свързване на четириполюсници (фиг. 3.53, b), можем да получим израз за шумовата фигура на каскадните четириполюсници
(3,31)
От израз (3.31) следва, че най-голям принос към общотоKw има 1-вото стъпало на приемника, т.е. хранилка. Фидерът обаче "не шуми", а гаси сигнала, следователноKsh1 =KshF = 1/KrF. Следователно, за да се осигури малъкKsh, е необходимо да се използва UHF с нисък шумKsh2 с високо усилванеKp2. Тогава шумовите свойства на следващите етапи могат да бъдат пренебрегнати.
Коефициентът на шума определя максималната чувствителност на приемника при оптималната лента, така че получаването на възможно най-малкияKsh винаги е от полза. Въпреки това, използването на параметрични и молекулярно охладени усилватели, имащиKw
Диапазон на откриване в %
Влошаването на точността на системата AFC, нейната неправилна настройка води до факта, че някои компоненти на основната честота на честотния спектър на сигнала са извън честотната лента на IF. Това води до намаляване на амплитудата, увеличаване на продължителността и изкривяване на формата на сигнала и, следователно, намаляване на обхвата на откриване на обекти, влошаване на разделителната способност и точността на измерване на координатите.
Стабилността на работата на пътя на кохерентния локален осцилатор влияе върху ефективността на системите за защита от пасивни смущения и индикаторите за устойчивост на радарни шумове. От своя страна, стабилността на работата на кохерентния канал и други елементи на приемника до голяма степен зависи от постоянството на стойностите и честотата на източниците на захранване, наличието на екраниращи вериги, осигуряващи устойчивост на вибрации и др. Отказът на канала за насочване или отделните му елементи ще изключи възможността за определяне и издаване на лагер към PAP, ще намали способността на радара да работи в условия на ACP.
Отказът на оборудването за защита от пасивни смущения, както и неговата некачествена настройка, намалява устойчивостта на радара към шум. По този начин нарушението на нормалната работа на системата SDC води до некачествена компенсация за пасивни смущения. Трябва да се има предвид, че включването на SDC влошава съотношението сигнал/шум и чувствителността на приемащия път като цяло, което води до частично намаляване на обхватаоткриване на целта. Ако оборудването за защита срещу NPS е лошо конфигурирано, смущенията няма да бъдат компенсирани, т.е. те ще създадат отблясъци върху екрана на индикатора под формата на ивици или движещи се следи и по този начин ще усложнят работата на оператора, а ехото от целта може също да бъде частично потиснато. Това води до рязко влошаване на видимостта на отметките от целите и условията на работа на оператора, намаляване на възможностите на системите за защита срещу NIP и шумоустойчивостта на радара.
Индикаторното устройство, неговите параметри и режими на работа влияят върху обхвата на откриване на целта, характеристиките на точност и разделителната способност на радара. Отказът на индикаторното устройство ще изключи възможността за измерване на координатите на въздушни обекти. Високата точност на измерване на координатите се осигурява само чрез внимателно калибриране на напреженията на скенерите, необходимото качество на фокусиране на CRT лъча и правилния избор на мащаба за показване на въздушната обстановка.
По този начин разгледаните основни технически параметри на приемните устройства оказват голямо влияние върху бойните възможности на РЛС. Трябва да се има предвид, че фундаменталната необходимост и спецификата на условията за съгласуване на приемните канали на радара за откриване влияе по различен начин върху структурата на приемащите устройства в случай на прости и сложни, импулсни и непрекъснати сондиращи сигнали.
Влошаването на някой от изброените параметри води до увеличаване на загубата на енергия на полезния сигнал (намаляване на съотношението сигнал/шум) в един или друг елемент на пътя. Ето защо, избирайки структурата на изграждане на приемния тракт и отделянето на сигнали от смущения и параметрите на неговите елементи, те се стремят да минимизират загубите в пътя с приемливи конструктивни, технологични и икономически показатели.