Мощность передатчика нелинейного радиолокатора

Известно, что становлению радиотехники как науки в широком смысле этого слова, способствовало установление фундаментальных пределов, определяющих предельно достижимые параметры РЭА. В настоящее время под фундаментальным пределом понимают некоторый предел, за которым начинается лавинообразный рост (или уменьшение) какого-либо качественного показателя РЭА. Например, к настоящему времени в области антенной техники установлено четыре фундаментальных предела: электрически малая антенна, сверхнаправленная антенна, сверхразрешающие антенны и антенны с высоким усилением. Качественный анализ процессов, протекающих в нелинейных электрических элементах объектов поиска, показывают, что в нелинейной радиолокации также имеется свой фундаментальный предел - это предел дальности обнаружения. В большинстве случаев он обусловлен электрическим пробоем полупроводниковых нелинейных элементов р-n перехода полупроводникового радиоэлемента, точечного прижимного металлического контакта с туннельной проводимостью и др.). При удалении объекта поиска от НРЛС, при фиксированной чувствительности ее приемного устройства, требуется увеличивать плотность потока мощности падающего на объект СВЧ поля. Только в этом случае будет обеспечиваться обнаружение нелинейного объекта поиска. Однако при достижении определенной, в каждом случае, плотности потока мощности, произойдет пробой нелинейного элемента - чаще всего электрический пробой р-n перехода. При этом происходит лавинообразное уменьшение НЭПР объекта поиска, который становится «невидимым» для НРЛС. Именно величина максимально возможного наведенного напряжения на нелинейном элементе и будет определять (при фиксированной чувствительности приемника) дальность действия НРЛС по обнаружению конкретного объекта поиска. Наибольшая дальность будет обеспечиваться для объектов, в которых нелинейный элемент наилучшим образом согласован с переизлучающей антенной (т.е. остальной конструкцией). Именно в этом случае обеспечивается наибольшая переизлучаемая мощность (на гармониках) при меньшем напряжении на нелинейном элементе.

Необходимо отметить, что в обычной (т.е. линейной) радиолокации отсутствует фундаментальный предел по дальности обнаружения. Увеличение излучаемой мощности передатчика РЛС практически неограниченно увеличивает дальность обнаружения объектов вплоть до космических масштабов. Формально предел дальности здесь тоже может наступать при напряженности электрической составляющей падающего электромагнитного поля, сравнимой с внутриатомными напряженностями эл. поля вещества (металла, пластмассы), имеющими огромную величину.

В то же время пробой нелинейных элементов объектов поиска, как будет показано ниже, может наступать при сравнительно небольших плотностях потока падающего поля - вполне реализуемой современной техникой.

Оценим величину предельной дальности обнаружения идеализированного объекта поиска в виде нелинейного полуволнового электрического вибратора, в центр которого включен высокочастотный полупроводниковый диод. Предельная дальность обнаружения данного резонансного объекта будет больше, чем обычных периодических (реальных) объектов.

Пусть под воздействием падающего поля (и, соответственно ) в вибраторе наводится ЭДС. Считаем, что ось вибратора параллельна вектору :

где действующая высота полуволнового вибратора, равная:

при этом - длина волны первичного поля.

Известно, что плотность потока мощности электромагнитного поля и напряженность его электрической составляющей связаны соотношением:

где - волновое сопротивление свободного пространства.

Перейти на страницу: 1 2 3

Похожые стьтьи по экономике

Аппаратно-программный комплекс измерения влажности пара
Причиной, послужившей началом к разработке аппаратно-программного комплекса измерения влажности пара стало то, что при использовании водяного пара в системах теплоснабжения в них образуе ...

Электронно-микроскопические методы исследования материалов
Разрешающая способность человеческого глаза - около 100 микрометров (0,1 мм), что примерно соответствует толщине волоска. Чтобы увидеть более мелкие предметы, требуются специальные устр ...

Разработка противоболевого электронейростимулятора
Современная медицина тесно связана с созданием новых аппаратных и технических средств для диагностики и лечения заболеваний. Одним из важнейших направлений является разработка аппаратуры ...

Разделы

© 2019 - www.frontinformatics.ru