Калькулятор радиогоризонта

Рассчитайте геометрическую и скорректированную на рефракцию дальность прямой видимости радара по высоте антенны и цели.

Расчет прямой видимости радара
Введите обе высоты над местной поверхностью и коэффициент рефракции для эффективного радиуса Земли.

О радиогоризонте

Радиогоризонт — это приблизительная максимальная дальность прямой видимости между антенной радара и целью, когда кривизна Земли перекрывает прямой путь. Подъем любой из конечных точек расширяет горизонт, поскольку линия от нее дольше остается над искривленной поверхностью. Калькулятор складывает расстояние от антенны до ее точки касания и соответствующее расстояние от цели до ее точки касания. Высоты измеряются в метрах над соответствующей местной поверхностью, результаты приводятся в километрах и морских милях. Чисто геометрический расчет использует средний радиус Земли и предполагает прямолинейное распространение лучей. В нижней атмосфере градиенты показателя преломления обычно слегка изгибают радио- и радиолокационную энергию к Земле. Инженеры часто моделируют это, умножая радиус Земли на коэффициент эффективного радиуса k. Для стандартной атмосферы обычно принимают четыре трети, здесь вводимые как примерно 1.333333. Это расширяет прогнозируемый радиогоризонт по сравнению с оптическим геометрическим горизонтом. Значение k, равное единице, убирает поправку на рефракцию. Реальное распространение может существенно отличаться от стандартной модели. Температурные инверсии, градиенты влажности, атмосферные фронты, рельеф, состояние моря, фоновые отражения, дифракция и атмосферные волноводы меняют условия обнаружения. Сверхрефракция или волноводное распространение могут переносить энергию намного дальше простой оценки горизонта, а субрефракция — сокращать полезный путь. Эффективная площадь рассеяния цели, мощность передатчика, диаграмма антенны, чувствительность приемника, частота, помехи и требуемая вероятность обнаружения тоже определяют, будет ли цель действительно наблюдаться. Считайте горизонт границей прямой видимости, ограниченной кривизной, а не гарантированной дальностью прибора. Используйте высоту над местной отражающей или затеняющей поверхностью, а не отметку относительно постороннего высотного отсчета. При предварительном выборе места расчет позволяет сравнить антенные башни, высоты целей и предполагаемую рефрактивность. Проектирование рабочей системы должно учитывать профили рельефа, модели распространения, энергетический бюджет линии, уравнения характеристик радара, измеренную рефрактивность и подходящие инженерные запасы. Критически важные для безопасности решения в авиации, судоходстве и обороне требуют проверенных данных и утвержденных процедур, а не этой упрощенной оценки.

Примеры радиогоризонта

Эффективные расстояния используют стандартное приближение радиуса Земли в четыре трети.

Высоты радара и целиГеометрический / эффективныйСценарий
Радар 20 m, цель 5 m23.95 / 27.65 kmНизкая береговая установка
Радар 100 m, цель 10 m46.98 / 54.25 kmБашня наблюдает судно
Радар 30 m, цель 1,000 m132.42 / 152.91 kmНаземный радар наблюдает самолет

Как рассчитать радиогоризонт

  1. Измерьте высоту антенны радара над местной земной или водной поверхностью.
  2. Введите высоту цели над той же эффективной поверхностью.
  3. Для стандартной атмосферы используйте 1.333333 либо обоснованный местный коэффициент k.
  4. Рассчитайте и сравните геометрическую и эффективную дальность прямой видимости.

Частые вопросы

Чем отличаются геометрический горизонт и радиогоризонт?

Геометрический горизонт предполагает прямой луч над сферической Землей. Эффективный радиогоризонт учитывает атмосферное искривление через выбранный k и в стандартных условиях обычно находится дальше.

Почему часто используют модель четырех третей радиуса Земли?

Коэффициент k, равный четырем третям, приближенно описывает типичное искривление вниз в стандартной атмосфере. Это расчетное соглашение, а не неизменный закон атмосферы.

Есть ли горизонт у цели на нулевой высоте?

В этой модели гладкой поверхности ее собственный вклад равен нулю, но поднятый радар все равно добавляет дальность. Рельеф, волны и препятствия могут скрыть цель у самой поверхности на таком пределе.

Это расчет реальной дальности обнаружения радара?

Нет, рассчитывается дальность прямой видимости, ограниченная кривизной. Обнаружение также зависит от мощности, частоты, усиления антенны, потерь, эффективной площади рассеяния цели, фоновых отражений и приемника.

Может ли атмосферный волновод увеличить дальность?

Да, сильные градиенты рефрактивности могут удерживать энергию и обеспечивать распространение далеко за стандартный горизонт. Волноводные условия изменчивы и требуют более подробного анализа погоды и распространения.