3.9.2 Основні технічні параметри приймальногопристрої та їх вплив на бойові можливості РЛС
Параметри тракту прийому та фільтрації сигналів визначаються параметрами основних його складових: приймального пристрою та апаратури захисту від перешкод. Розглянемо вплив технічних параметрів приймального устрою на тактичні характеристики РЛС.
Під технічними параметрами розумітимемо, перш за все, електричні параметри, основними з яких є:
гранична та порогова чутливості приймача або коефіцієнт шуму;
динамічний діапазон по входу та виходу;
діапазон робочих частот;
смуга пропускання та частотна вибірковість.
Чутливість приймального пристрою.Під чутливістю приймального пристрою розуміють здатність приймача виконувати свої функції прийому слабкого сигналу і натомість перешкод.
Чутливість сучасних радіолокаційних приймачів обмежується переважно рівнем їх власних шумів і як 10 -12 . 10-15 Вт. Насправді для характеристики радіолокаційних приймачів розрізняють: граничну, порогову і реальну чутливості.
Граничною чутливістюприймача називають мінімальну потужність або напруга сигналу, що наводиться в антені, при яких відношення сигнал/шум на виході лінійної частини приймача, тобто. на виході високочастотного тракту (ВЧТ), дорівнює одиниці.
Даний параметр характеризує потужність сигналу на вході приймача, рівну еквівалентній потужності шумів приймача, перерахованих на його вхід, з урахуванням потужності шумів антени, атмосфери, космосу, Землі:
деk= 1,38. 10 -23 Дж,К- постійна Больцмана,Tо - температура антени в градусах за шкалою Кельвіна,Пш - шумова смуга пропускання приймача (зазвичай дорівнює смузі пропускання УПЧ, тобто смузі пропускання приймача),Кш –коефіцієнт шуму приймача,tА =ТА/То - відносна температура антени. Гранична чутливість приймача застосовується порівняння шумових властивостей ВЧТ.
Під пороговою чутливістюрозуміється мінімальний сигнал, що наводиться в антені, при якому приймальний пристрій працює із заданими ймовірностями правильного виявлення і помилкової тривоги. Таким чином, гранична чутливість визначається на виході системи обробки (наприклад, детектора) і використовується для порівняння приймальних пристроїв з однаковою системою обробки.
Розглянемо докладніше поняття коефіцієнта шуму приймачаКш, службовця з оцінки шумових властивостей ВЧТ приймача.
Коефіцієнт шуму приймача це число, що показує у скільки разів відношення сигнал-шум на виході приймача менше, ніж відношення сигнал-шум з його вході (рис.3.53,а), тобто.
деРШвих =РШвхКр +РШсоб - потужність шуму на виході приймача,Кр =РСвих/РСвх - коефіцієнт посилення вхідного сигналу за потужністю. Тоді
(3.30)
З формули (3.30) випливають два важливі висновки: коефіцієнт шуму приймального пристрою завжди більше одиниці; вплив власних шумів наКш тим менше, що більший коефіцієнт посилення потужностіКр.
Представивши приймач у вигляді каскадного з'єднання чотириполюсників (рис.3.53,б) можна отримати вираз для коефіцієнта шуму каскадно включених чотириполюсників
(3.31)
З виразу (3.31) слід, що найбільший внесок у загальнийКш вносить 1-й каскад приймача, тобто. фідер. Однак фідер «не шумить», а гасить сигнал, томуКш1 =КшФ = 1/КрФ. Отже, для забезпечення малогоКш необхідно використовувати малошумливий УВЧКш2 з високим коефіцієнтом посиленняКр2. Тоді шумовими властивостями наступних каскадів можна знехтувати.
Коефіцієнт шуму визначає граничну чутливість приймача при оптимальній смузі, тому отримання можливо меншеКш завжди вигідно. Однак використання параметричних і молекулярних підсилювачів, що охолоджуються, маютьКш
Дальність виявлення у %
Погіршення точності роботи системи АПЛ, її неправильне налаштування призводить до того, що деякі складові основної частоти частотного спектра сигналу виявляються за межами смуги пропускання УПЧ. Це викликає зменшення амплітуди, збільшення тривалості та спотворення форми сигналу, а отже, і зниження дальності виявлення об'єктів, погіршення роздільної здатності та точності вимірювання координат.
Стабільність роботи тракту когерентного гетеродина впливає на ефективність роботи систем захисту від пасивних перешкод та показники перешкодозахищеності РЛС. У свою чергу, стабільність роботи когерентного каналу та інших елементів приймача багато в чому залежить від сталості величин та частоти джерел живлення, наявності екранування схем, забезпечення вібростійкості та інше. Вихід з ладу пеленгаційного каналу або його окремих елементів виключить можливість визначення та видачі пеленгу на ПАП, зменшить можливості РЛЗ по роботі в умовах АШП.
Вихід з ладу апаратури захисту від пасивних перешкод, а також неякісне її налаштування знижує перешкодозахисність РЛС. Так, порушення нормальної роботи системи СДЦ призводить до неякісної компенсації пасивних перешкод. Слід враховувати, що включення СДЦ погіршує співвідношення сигнал/шум та чутливість приймального тракту загалом, що призводить до часткового зниження дальності.виявлення цілей. При поганому настроюванні апаратури захисту від НІП перешкоди нічого очікувати скомпенсовані, тобто. вони будуть створювати на екрані індикатора засвітки у вигляді смуг або відміток, що переміщаються, і тим самим ускладнюватимуть роботу оператора, а ехо-сигнали цілей можуть також частково пригнічуватися. Це призводить до різкого погіршення спостережуваності відміток від цілей та умов роботи оператора, зниження можливостей систем захисту від НІП та перешкодозахищеності РЛС.
Індикаторний пристрій, його параметри та режими роботи впливають на дальність виявлення цілей, точнісні характеристики та роздільні здатності РЛС. Вихід з ладу індикаторного пристрою унеможливить вимірювання координат повітряних об'єктів. Висока точність вимірювання координат забезпечується тільки ретельним калібруванням напруги пристроїв розгортки, необхідною якістю фокусування променя ЕПТ, правильним підбором масштабу відображення повітряної обстановки.
Таким чином, розглянуті основні технічні параметри приймальних пристроїв дуже впливають на бойові можливості РЛС. Слід пам'ятати, що важлива необхідність і специфіка умов узгодження приймальних каналів РЛС виявлення по-різному позначається структурі приймальних пристроїв у разі простих і складних, імпульсних і безперервних зондувальних сигналів.
Погіршення будь-якого з перерахованих параметрів призводить до збільшення втрат енергії корисного сигналу (зниження відношення сигнал-шум) у тому чи іншому елементі тракту. Тому, вибираючи структуру побудови тракту прийому та виділення сигналів із перешкод та параметри його елементів, прагнуть забезпечити мінімізацію втрат у тракті при прийнятних конструктивних, технологічних та економічних показниках.