Характеристики влияния помех на определения параметров положения объекта

Для определения параметров явления огибания радиоволнами различных препятствий используется принцип Гюйгенса – Френеля. В соответствии с моделью Френеля область распространения радиоволн между передающим и приемным устройствами ограничивается эллипсоидом вращения вокруг линии, их соединяющей. Этот эллипсоид многослойный и может включать в себя бесконечно много зон. Ближайшая к линии, соединяющей передатчик с приемником, зона называется первой зоной Френеля [21].

Если в первой зоне Френеля имеется препятствие, не пересекающее линию прямой видимости (hпреп.1), то такой радиоинтервал называется полуоткрытым, в противном случае (hпреп.2) – закрытым. Причем нужно учитывать перекрытие зоны Френеля, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости (рисунок 4.7). Характеристики hпреп.1, hпреп.2 есть расстояние от высшей точки препятствия до линии прямой видимости (м). Таким образом, предварительно рассчитав значения данных характеристик, можно будет определить зависимость ослабления сигнала относительно просвета и формы сигнала, провести оценку характеристик размеров облака помех. Большинство работ по применению пассивных помех в виде дипольных отражателей в качестве защиты объекта используют величину ослабления прямого сигнала в 10 раз. В данной работе, согласно статье [28] рассматриваются следующие методики, по которым будут проведены расчеты характеристик ослабления сигнала относительно просвета и формы сигнала, а также оценка влияния препятствия по отношению к первой зоне Френеля.

Рисунок 4.7 – Определение значений просвета

Примем значения hпреп.2 равной 2,3 м; 4,5 м; 9 м для трех случаев, когда как радиус первой зоны Френеля примем равной значению 4,5 м. Отношение значения просвета hпреп.2 к радиусу первой зоны Френеля R1 называется относительным просветом:

p(0) = hпреп.i / Ri (4.7)

p1(0) = 2,3 м/4,5 м = 0,511;

p2(0) = 4,5 м/4,5 м = 1;

p3(0)=9 м/4,5 м=2.

В соответствии со значением p(0) и характером профиля препятствия можно по диаграмме (рисунок 4.8) получить ослабление сигнала, вызванного наличием одиночного препятствия. При наличии двух и более препятствий в случае их близкого расположения они заменяются одним эквивалентным. Если расстояние между препятствиями превышает сумму длин самих препятствий, то ослабление сигнала считается раздельно для каждого из них.

В соответствии с этой диаграммой (рисунок 4.8) необходимо учитывать полученные значения характеристик hпреп.2 для дальнейшего определения зависимости ослабления сигнала от относительного просвета и формы сигнала [27].

Таким образом, значения, полученные из формулы (4.7). где p1(0) = 0,511 приводит к ослаблению сигнала на 18 дБ (согласно диаграмме зависимости ослабления сигнала от относительного просвета и формы препятствия, показанной на рисунке 4.8), p2(0) = 1 приводит к ослаблению сигнала на 24 дБ, p3(0) = 2 приводит к ослаблению сигнала на 36 дБ. Переведя данные значения от дБ в разы получим: в первом случае, при 18 дБ уменьшение величины в 8 раз, при 24 дБ – уменьшение величины в 16 раз, при 36 дБ - уменьшение величины в 64 раза. Существуют множество работ по применению пассивных помех в виде дипольных отражателей в качестве защиты объекта, где используют величину ослабления прямого сигнала больше 10-ти раз. Таким образом, высота препятствия 4,5 и 9 м будут удовлетворять требованиям для осуществления ослабления прямого сигнала больше чем в 10 раз при радиусе первой зоны Френеля 4,5 м.

Рисунок 4.8 – Зависимость ослабления сигнала от относительного просвета и формы препятствия

Таким образом, при перекрытии сечения всей первой зоны Френеля за счет дипольных помех (ДО) ослабление сигнала составит приблизительно 23 дБ (сферическая помеха).

В качестве примера характеристики движения надводного объекта выбираем: ширина пролива – 1000 м, скорость движения объекта V=10м/с, требуемое расстояние от базовой линии подавления прямого сигнала до конца перемещения объекта в бухте L1=1000м, скорость осаждения помех в виде дипольных отражателей V0=1м/с, расстояния между берегами бухты L=1000м, коэффициент подавления прямого сигнала РЛС КПП=10 (20дб), частота сигнала передатчика РЛС F=2,4 ГГц (λ=0,12м).

Определим необходимые размеры облака помех для ослабления прямого сигнала в 10 раз. Радиус зоны R1 составит:

м

Таким образом, облако помех для ослабления прямого сигнала РЛС должно иметь диаметр 9 м.