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地球曲率对雷达视距的影响

地球曲率对雷达视距的影响 雷海科技
2021-04-15
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导读:探讨雷达视距产生的原因,推导出雷达视距的计算公式,并给出了典型雷达海拔架高和目标高度的雷达视距表。
在不考虑大气波导、天波反射等超视距体制雷达装备的情况,由于受地球曲率的影响,地基或海基雷达对目标的观测距离(即雷达直视距离,简称雷达视距)是有限的,如图1所示,假设雷达架设海拔高度为h1,目标海拔高度为h2,地球曲率半径为R=6370km,要推导雷达视距Rd

一、等效地球曲率半径

根据电磁场理论,因为地球表面并非为真空,而是大气介质,因此要考虑大气折射对电磁波传播特性的影响,不能仅使用地球曲率半径为R作为计算依据,要用等效地球曲率半径作为计算依据。在温度为+15℃的海面以及处在温度随高度变化的梯度是0.0065°/m,温度是恒定的标准情况下,大气折射的梯度为0.039×10-6/m,等效于地球曲率半径为Re=4R/3=8490km。

二、雷达视距的计算和推导

根据直角三角形相关数学理论不难推导出以下过程:

因为Re远远大于h1h2,则可简化为:

需要说明的是,在公式(6)中,Reh1h2的量纲均是相同的,比如km或者m。但在实际工程中,天线架设高度和目标高度均以m为单位,为了便于换算,对公式(6)进行了换算,推导出公司(7),此处h1和h2均指米的数值,得出Rd的量纲为km。

三、典型海拔高度雷达视距计算

为便于用户计算雷达视距,下表给出了典型雷达海拔架高和目标高度的雷达视距。以天线架设高度分别为8m和10m为例,天线架高提高2m,雷达视距提高了约1.37km。

表1 典型参数雷达视距表(单位km)

参考文献:

[1]徐绵起.不同海拔高度时雷达视距分析.舰船电子对抗,2004年4月


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