Современная электроника №7/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 41 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 го может быть использована имитаци- онная модель (ИМ) ЭМО [4, 5], которая применительно к задаче испытаний РЛП может быть охарактеризована дву- мя уровнями детальности. Первый уровень предполагает моде- лирование целей и нескольких основ- ных источников радиопомех с учётом их расположения относительно пред- полагаемой точки размещения РЛП. При необходимости учитывается пере- мещение таких источников в простран- стве с течением времени. Второй уровень моделирования ЭМО предполагает воспроизведение свойств большой совокупности разнородных источников радиоизлучений (ИРИ), не являющихся основными с точки зрения вклада в совокупнуюмощность радиоизлучения в месте размещения РЛП, но находящихся вблизи неё. Здесь вполне допустимо отказаться от деталь- ного воспроизведения свойств ИРИ, в том числе от точной расстановки в про- странстве. Если ИРИ характеризуются нестационарными спектрально-энер- гетическими характеристиками, следу- ет ориентироваться на максимальную энергетику и предельно возможную полосу частот. При этом наиболее упро- щённый характер носит имитация ЭМО для существенно удалённых ИРИ, вклад которых в ЭМО по существу состоит в повышении уровня фонового широко- полосного шума. Специфика применения РЛС тре- бует учёта в ИМ ЭМО направленных свойств как собственной антенны, так и антенн сторонних ИРИ. Для оценки интенсивности излучений в месте раз- мещения РЛП используется представ- ление о гарантированных диаграммах направленности (ДН) [6], которые име- ют несложное математическое описа- ние и при планировании радиосетей заменяют фактические ДН антенн. Для средств радиолокации и радио- связи с направленными антеннами дециметрового и сантиметрового диа- пазонов могут применяться несколько аппроксимаций ДН. Простейшей из них является прямоугольная аппрок- симация, по которой зависимость излучённой ИРИ мощности в задан- ном направлении определяется урав- нением вида: где P и – излучаемая мощность; G и – коэффициент направленного действия антенныИРИ; g и ( θ ) – функция, описы- вающая ДН излучателя; θ – угол меж- ду некоторым направлением и направ- лением главного луча ДН; θ с – ширина ДН в соответствующей плоскости сече- ния на уровне половинной мощно- сти; b 2 – относительный уровень мощ- ности бокового излучении ( b 2 << 1). Следующая формула одновременно определяет связь между G и , b 2 и θ с для антенн с достаточно узкой («игольча- той») формой главного лепестка (зна- чение θ с выражено в радианах, G и – в абсолютных единицах): Более сложной является предложен- ная в [7] аппроксимация диаграмм направленности узконаправленных антенн: где μ = 1…2 – коэффициент, завися- щий от степени влияния посторон- них предметов на форму ДН. Большее количество объектов вблизи места раз- мещения источника радиоизлучений соответствует более высокому уровню боковых лепестков ДН. Аппроксимации (1) и (3) определя- ют средний уровень мощности боко- вого излучения. Если же требуется учесть статистический характер боко- вого излучения, то мощность излучения может рассматриваться как случайная величина, распределённая по логариф- мически нормальному закону относи- тельно среднего значения m b = 20lg(b) с дисперсией порядка 3…7 дБ [7]. Важный способ оптимизации ИМ ЭМО связан с фактором энергодоступ- ности ИРИ для конкретного вида при- ёмных устройств. Из совокупности всех имеющихся ИРИ изымаются те, для которых мощность сигналов в точке приёма не превышает заданного поро- гового уровня, частота излучаемых сиг- налов не попадает в заданные диапазо- ны или удаление от точки измерений более некоторого расстояния. При рас- чёте уровня мощности радиопомех на входе приёмника используется извест- ное соотношение радиосвязи: где, в дополнение к ранее введён- ным обозначениям, G п – коэффици- ент направленного действия приём- ной антенны; g n ( ϕ )– нормированная функция ДН антенны приёмника; ϕ – угол между направлением ориентации максимума ДН приёмной антенны и направлением на ИРИ; λ и – средняя дли- на волны излучаемого радиосигнала; η – коэффициент потерь при рассогла- совании излучаемого сигнала и при- ёмного тракта по поляризации и дру- гим характеристикам (обычно η < 0,5); R – расстояние от излучателя до при- ёмной антенны. Экспоненциальный множитель определяет затухание элек- тромагнитных волн в атмосфере [8] с коэффициентом α 3 , зависящим от диа- пазона частот. Соотношение (4) спра- ведливо для условий распространения радиоволн в свободном пространстве без учёта отражения от подстилаю- щей поверхности и интерференции прямого и отражённого радиоизлу- чения. Для учёта этих и более тонких эффектов функции g и ( θ ) и g n ( ϕ ) могут быть дополнены интерференционны- ми множителями. В соответствии с формулой (4), при эффективной изотропной излу- чаемой мощности Э = P и G и g и η ( θ ), равной 1 кВт, на частоте 3 ГГц (дли- на волны 10 см) и при пренебреже- нии затуханием мощность помехи на входе приёмника, снабжённого изо- тропной антенной, составит –79 дБм, если расстояние до ИРИ равно 50 км. Для РЛП, снабжённого антенной с коэффициентом направленного дей- ствия G п = 30 дБ, уровень помехи на выходе составит –49 дБм, если ИРИ находится в главном лепестке диа- граммы направленности и излучение согласовано по поляризации. В сантиметровом диапазоне длин волн дифракционные эффекты выра- жены слабо, и в основном излучение распространяется прямолинейно. Рас- чёт дальности радиогоризонта, опреде- ляющей условия приёма прямого (без отражений и переотражений) излуче- ния, определяется по формуле: , где h и и h п – высота подъёма антенны ИРИ и антенны РЛС. Тогда для отказа от учёта радиоизлучения конкретно- го ИРИ необходимо оценить выполне- ние условия R ≥ min ( R г , R э ), где R э – мак- симальная дальность энергетической доступности, определяемая из (4) для минимального порогового значения мощности P c = P cmin следующим образом: . Поскольку РЛП обычно имеют высокую чувствительность, то учиты- (1) (3) (2) . (4) (5) (6)