Рабочие материалы координатора по пункту 1.21 повестки дня ВКР-11 (стр. 9 )

FDRIF (Δf) = OTR + OFR (Δf), (2.2)

где для последовательности сигналов с линейно-частотной модуляцией прямоугольными импульсами значение OTR определяется следующим образом:

OTR = 0 для ≤1, (2.3)

для >1. (2.4),

где:

– длительность ЛЧМ зондирующих импульсов, с;

BT – ширина спектра излучения ЛЧМ зондирующих импульсов, Гц.

Однако для последовательности сигналов с гладкоимпульсной модуляцией необходимо в качестве показателя OTR использовать отношение ширины спектра излучения помехового сигнала к ширине полосы пропускания УПЧ подавляемого приемника. Согласно Рекомендации МСЭ-R SM.337 значение OTR определяется следующим образом:

, (2.5)

где:

- ВТ – полоса спектра излучения помехового передатчика на уровне 3 дБ;

- ВR – ширина полосы пропускания подавляемого приемника на уровне 3 дБ;

- К – принимается равным 20 для некогерентных и импульсных сигналов.

С учетом изложенного значения координационных расстояний принимают следующие величины:

1. Для значений ВТ = 20 МГц при tи = 0,05 мкс и ВR = 3,0 МГц (См. п. 2.2.1 [4]) координационное расстояние между бортовой РЛС (Система 6) при указанных значениях параметров и приемником системы ALS составляет 40 км.

2. Для значений ВТ = 20 МГц при Т = 0,05 мкс и ВR = 15 МГц (См. Таблицы 2 и 3, Doc. 5B/175-E, Annex 7) координационное расстояние между бортовой РЛС (Система 6) и приемником системы ALS при указанных значениях параметров составляет 139 км.

Таким образом, результаты проведенных расчетов показывают, что для удовлетворения пункта 1.21 повестки дня ВКР-11 относительно совместимости бортовой РЛС (Система 6) при гладкоимпульсной модуляции передатчика с системой посадки самолетов ALS, относящейся к воздушной радионавигационной службе, необходимы ограничения на работу бортовой РЛС (Система 6) вблизи аэродромов посадки самолетов.

Требуется уточнение параметров системы посадки самолета ALS.

Окончательное решение можно принять после проведения соответствующего натурного моделирования сценариев взаимодействия бортовых систем двух служб.

2.3 Анализ механизмов определения условий совмещения РЛС службы радиоопределения при линейно-частотной модуляции передатчика прямоугольными импульсами с системой посадки ALS воздушной радионавигационной службы в полосе частот 15,4-15,7 ГГц

К наихудшему режиму работы бортовой РЛС (Система 6) при линейно-частотной модуляции передатчика прямоугольными импульсами следует отнести:

- девиация частоты Dfмод = 1900 МГц;

- длительность зондирующего импульса tи = 500 мкс;

- период повторения зондирующих импульсов Тп = 5000 мкс;

- сектор обзора по углу места De= 0° - 10°;

- скорость обзора по углу места ne = 1 град/с.

Используя выражение (1.4) определим усредненное значение ЭИМ на выходе антенны бортовой РЛС (Система 6) с учетом параметров, определяющих наихудший, с точки зрения совместимости с системой ALS, режим работы радиолокатора при линейно-частотной модуляции передатчика прямоугольными импульсами:

Для данного режима работы полное значение ЭИМ составляет 58 дБВт.. Однако на вход приемника системы ALS в виде помехи будет поступать не вся энергия зондирующего импульса бортовой РЛС, работающей в режиме линейно-частотной модуляции передатчика, а только часть ее, соответствующая ширине спектра помехового сигнала, соизмеримой с шириной полосы пропускания усилителя промежуточной частоты.

Расчеты показывают, что при девиации частоты равной Dfмод = 1900 МГц и длительности зондирующего импульса tи = 500 мкс значение ЭИМ на выходе антенны бортовой РЛС (Система 6) в эквивалентной полосе пропускания приемника системы ALS будет составлять 32,65 дБ.

Для полученного значения ЭИМ при работе бортовой РЛС в режиме линейно-частотной модуляции передатчика прямоугольными импульсами координационное расстояние между бортовой РЛС (Система 6) и приемником системы ALS при значениях параметров: ВС = 1,9 ГГц при Т = 500 мкс и ВR = 3 МГц, составляет 98 км.

Таким образом, результаты проведенных расчетов показывают, что для удовлетворения пункта 1.21 повестки дня ВКР-11 относительно совместимости бортовой РЛС (Система 6) при линейно-частотной модуляции передатчика прямоугольными импульсами с системой посадки самолетов ALS, относящейся к воздушной радионавигационной службе, необходимо ввести ограничение на работу бортовой РЛС в указанном режиме вблизи аэродромов посадки.

Окончательное решение можно принять после проведения соответствующего натурного моделирования сценариев взаимодействия бортовых систем двух служб.

2.4 Анализ механизмов определения условий совмещения РЛС службы радиоопределения с системой MPR, относящейся к воздушной радионавигационной службе в полосе частот 15,4-15,7 ГГц

Система MPR (Multipurpose Radar) относится к классу бортовых многоцелевых радиолокационных станций, выполняющих функции навигации, радиолокации и определения погоды. В Рекомендации МСЭ-R [14] приведены характеристики радиолокаторов данного класса, относящихся к воздушной радионавигационной службе.

Антенна такого радиолокатора представляет собой параболоид диаметром 30 см. Антенна сканирует в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определяя курс самолета в пространстве. В Таблице 2.3 представлены основные технические характеристики бортовой РЛС (MPR).

Таблица 2.3 – Технические характеристики бортовой РЛС (MPR)

№	Передатчик
1	Диапазон частот, ГГц	15,4-15,7
2	Импульсная мощность (ЭИМ), дБВт	70
3	Частость повторения импульсов, имп/с	800
4	Длительность импульса, мкс	2
5	Ширина спектра излучения на уровне 3,5 дБ, МГц	0,5 МГц
	Приемник
6	Коэффициент усиления антенны, дБ	30
7	Коэффициент шума приемника, дБ	8
	Антенна
8	Ширина ДН антенны на уровне 3 дБ, градусы	4,5
9	Коэффициент усиления антенны, дБ	30
10	Поляризация	Вертикальная
11	Сектор обзора по азимуту, градусы	± 45
12	Сектор обзора по углу места, градусы	± 20

Форма диаграммы направленности антенны по азимуту представлена следующим выражением [14] и изображена на Рисунке 2.2:

(20)

Рисунок 2.2 – ДН антенны бортовой РЛС (MPR)

Условия совместимости между бортовой РЛС (Система 6) службы радиоопределения и РЛС MPR, относящейся к воздушной радионавигационной службе в полосе частот 15,4-15,7 ГГц можно определить следующим образом.

1. Определяем значение чувствительности приемника (Рпр min) на уровне собственных шумов, пересчитанных на вход приемника, используя известное выражение:

, (2.6)

где:

- k = 1,38х10-23 – постоянная Больцмана, Дж/с;

- Df – ширина полосы пропускания УПЧ, Гц;

- Nf – коэффициент шума приемника, в разах;

- Т – шумовая температура приемника, градусы К.

Для параметров бортовой РЛС MPR, представленных в [14]: Df = 500 кГц, Nf = 8 дБ (Nf = 6,4), К = 290 получим Рпр min = 1,281х10-14 Вт или Рпр min = -139,9 дБ.

Значение собственных шумов, пересчитанных на вход приемника бортовой РЛС (MPR), можно было бы определить также с помощью выражения, представленного в методике, изложенной в Рекомендации МСЭ-Р М.1461 [4].

Так, в [4] говорится, что для оценки электромагнитной совместимости между РЛС, работающими в службе радиоопределения и системами других служб необходимости определить уровень сигнала, при котором начинается деградация приемника подавляемой РЛС:

, (2.7)

где:

- I/N – отношение помеха/шум на входе детектора (на выходе УПЧ), которое является необходимым критерием для обеспечения приемлемой работы подавляемого приемника [4];

- N – собственный шум приемника, определяемый как:

N = - 144 дБм + 10lg BIF (кГц) + NF, или

N = - 168,6 дБм + 10lg BIF (кГц) + 10 lg T (2.8)

где:

- BIF – ширина полосы пропускания УПЧ приемника подавляемой РЛС, кГц;

- NF – коэффициент шума приемника, дБ;

- Т – шумовая температура приемника, градусы К.

Однако, подставляя значения параметров BIF = 0,5 МГц, NF = 8 дБ в выражение (2.8) получим два различных значения собственного шума приемника.

Так, подставив значения BIF и NF в первую часть выражения (2.8), получим величину собственного шума приемника РЛС MPR равную - 109 дБм, что практически эквивалентно значению, рассчитанному в соответствии с выражением (2.6). Значение собственного шума приемника РЛС (MPR), рассчитанное согласно второй части выражения (2.8), равно - 117 дБм. Разницу значений собственного шума приемника, рассчитанных в соответствии с первой и второй частью выражения (2.8), можно объяснить тем, что во второй части выражения (2.8) не учитывается параметр NF – коэффициент шума приемника. Поэтому корректнее будет использовать классическое выражение (2.6), позволяющее определить предельное значение чувствительности приемника на уровне собственных шумов, пересчитанных на входе приемника.