Глава четвертая. Радиопеленгация

4.1. Методы радиопеленгации

Ранее неоднократно отмечалось, что траектория распространения радиоволн в однородной среде представляет собой прямую линию. Поэтому задача радиопеленгации какой-либо цели сводится к определению направления прихода радиоволн излучаемых или переизлучаемых этой целью.

Реальная среда, как известно, не является строго однородной, вследствие чего траектория распространения радиоволн не будет строго прямолинейной. Так изменения влажности и плотности атмосферы с высотой вызывают вертикальную рефракцию. При некоторых состояниях погоды возможны изменения влажности и плотности атмосферы и в горизонтальной плоскости, что, естественно, будет вызывать горизонтальную рефракцию. Наличие неоднородностей земной поверхности и неровностей рельефа также вызывает искривление траектории распространения радиоволн. Различные местные предметы, т. е. промышленные и жилые сооружения, деревья и т. п., расположенные вблизи радиопеленгатора, вызывают местное изменение направления распространения радиоволн.

Все эти изменения траектории распространения радиоволн будут вызывать соответствующие ошибки радиопеленгации.

Однако при правильном учете реальных условий распространения радиоволн эти ошибки таковы, что позволяют выполнить радиопеленгацию с приемлемой для практических целей точностью.

Различают следующие методы радиопеленгации: фазовые методы, амплитудно-фазовые методы и амплитудные методы.

Фазовые методы радиопеленгации основаны на использовании фазовых соотношений напряжений двух разнесенных антенн.

Амплитудно-фазовые методы радиопеленгации, основаны на использовании как амплитудных, так и фазовых соотношений напряжений двух разнесенных в пространстве антенн.

Амплитудные методы радиопеленгации основаны на использовании направленных свойств антенн. При пеленгации излучающей цели используются направленные свойства приемной антенны. При пеленгации отражающей цели можно использовать направленные свойства либо только приемной антенны, либо только передающей антенны, либо, наконец, приемной и передающей антенн. Первый вариант применяется в тех случаях, когда радиолокационная станция имеет раздельные приемную и передающую антенны. Второй вариант практического применения не имеет. Третий вариант реализуется в тех случаях, когда радиолокационная станция имеет одну антенну, работающую как на передачу, так и на прием. Этот вариант является наиболее распространенным в практике радиолокации.

Условимся зависимость напряжения на выходе приемника от пеленга цели называть пеленгационной характеристикой.

В том случае, когда для пеленгации используются направленные свойства только приемной антенны пеленгационная характеристика имеет тот же вид, что и диаграмма направленности приемной антенны. В случае, когда для пеленгации используются направленные свойства как приемной, так и передающей антенн, пеленгационная характеристика

где f_а1(α) и f_а2(α) - диаграммы направленности передающей и приемной антенн.

В частном случае, когда радиолокационная станция имеет одну антенну, работающую как на передачу, так и на прием, пеленгационная характеристика

где f_а(α) - диаграмма направленности антенны.

Реальные диаграммы направленности антенн обычно имеют сравнительно сложный многолепестковый характер. Однако при приближенных расчетах вполне допустима простейшая апроксимация основного лепестка диаграммы направленности в виде косинусоиды.

Тогда, при использовании для пеленгации направленных свойств только приемной антенны пеленгационная характеристика может быть представлена как

Здесь

где θ_а - ширина диаграммы направленности на уровне 0,5 по мощности.

Для параболических антенн

где D - диаметр раскрыва зеркала.

Поэтому

Для рупорных антенн с прямоугольным раскрывом

где а - размер раскрыва в той плоскости, в которой определяется θ_a.

Поэтому

Ширина пеленгационной характеристики на уровне 0,5 легко находится из уравнения

откуда

В том случае, когда радиолокационная станция имеет одну антенну, пеленгационная характеристика будет иметь вид

Ширина пеленгационной характеристики на уровне 0,5 легко находится из уравнения

откуда

В последнем случае вполне допустима и другая апроксимация основного лепестка пеленгационной характеристики - в виде кривой Гаусса, т. е.