Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Здесь напервое место выступают теория РЛ, ее методология и методы синтеза перспективных РЛС и РЛК с тем, чтобы наиболее адекватным образом отразить не только системную форму организации (структуру), но и радиолокационно-информационную (технико-технологическую) сущность рассматриваемой системы.Вопросы для самостоятельной работыи контроля знаний1. Что называется РЛ системой? Какова обобщенная структура РЛсистемы?2. Каковы основные структурные и функциональные отличия РЛК отРЛС?3.
Какова обобщенная структура и основные характеристики РЛ систем РТВ и ЕС ОрВД?4. Каковы основные принципы радиолокации и методы РЛ наблюдения?5. В чем заключается сущность принципов измерения угловых координат и разрешения целей по координатам?6. Каково взаимодействие элементов в структурной схеме простейшего радиолокатора?7. Что называется ЗО РЛС (РЛК)? Как доказать, что ЗО РЛС являетсяосновным элементом РЛП?122Глава 2. Принципы построения и обобщенная структура РЛ систем и РЛК8.
Каковы основные показатели качества и критерии эффективностиРЛ систем?9. В чем заключается сущность энтропийной модели РЛ системы?Как доказать, что энтропийная модель РЛ системы является мерой ееструктурной организации?10. Какова методика вывода математической модели РЛ системыРТВ?11. В чем заключается сущность многофакторного анализа РЛ системы на основе ее математической модели?123Раздел I. Основы теории и методологии радиолокационных систем и комплексовГлава 3. КОМПОНЕНТЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫРАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМИ КОМПЛЕКСОВ3.1. Радиолокационные цели и мешающиеотражения3.1.1. Радиолокационные целиОбъектами радиолокации (радиолокационными целями – РЛЦ илипросто целями) являются аэродинамические (самолёты), аэростатические(автоматические дрейфующие аэростаты – АДА, воздушные шары) и ракетные ЛА, движущиеся в атмосфере, а также космические ЛА и надводные корабли различных классов.
Основные классы объектов РЛ существенно отличаются между собой по геометрии корпуса, их РЛ и техническим характеристикам. В РЛ системе, осуществляющей РЛО процессов организации ВДи контроля за ИВП страны, в качестве РЛЦ выступают ВС различной ведомственной принадлежности и различного функционального назначения. ЭтиВС осуществляют движение в рамках установленных воздушных коридоровили специальных воздушных зон. К ним принято относить ВС общего назначения (пассажирские, почтовые, транспортные, сельскохозяйственные и др.)и ВС специального назначения (экспериментальные, санитарные, пожарные,спортивные, геологоразведочные, учебно-тренировочные и др.).В РЛ системе военного назначения различают: самолеты стратегической авиации (СА); самолеты тактической и палубной (авианосной) авиации (ТА); стратегические крылатые ракеты (СКР) – ударные беспилотныеневозвращаемые самолеты; авиационные и зенитные ракеты (управляемыереактивные снаряды) различных классов; беспилотные (или дистанционнопилотируемые) ЛА – БПЛА, ДПЛА – разведывательные или беспокоящие,возможно – ЛА РЭБ; АДА и воздушные шары (в перспективе, возможно,и дирижабли); боевые корабли в надводном положении.Рассмотрим эффективную поверхность вторичного излучения и основные пространственно-временные характеристики полета целей.1.
Эффективная поверхность вторичного излучения РЛЦ.Эффективная поверхность вторичного излучения радиоволн, определяемая исключительно конкретной геометрией и материалами поверхностиобъекта, является основной РЛ характеристикой цели. При РЛ обнаружениии сопровождении целей размеры элементов разрешения РЛС выбирают так,чтобы цели можно было считать «точечными» объектами.
Применяемыйметод последовательного кругового обзора узкими по азимуту лучами124Глава 3. Компоненты внешней среды радиолокационных систем и комплексовс темпом Tобз = 10 (5) с приводит к малым временам облучения цели:tобл = 30…120 мс. Поэтому и во времени контакт РЛС с целью можно считать «точечным».На рис. 3.1, а, б, показаны условия возбуждения и приема: 1) вторичного излучения в разнесенном радиолокаторе; 2) обратного вторичного излучения в совмещенном радиолокаторе. В обоих случаях цель сосредоточенная: укладывается в пределах разрешаемого объема.
При поверхностнойплотности потока энергии Sц (Дж/м2с = Вт/м2) в районе цели на расстоянииД от локатора до нее в точке приема создается плотность потока энергиивторичной волны Sпр (Вт/м2). Введем расчетную энергетическую характеристику вторичного излучения цели в точке приема для монохроматического первичного облучения, не зависящую от интенсивности падающейволны и расстояния Д (рис. 3.1, а).
Возможное несоответствие поляризаций антенн и преобразование поляризации излучений целью пока не учитываем. Заменим цель воображаемым вторичным излучателем. Он создаетравномерную плотность потока энергии Sпр на сфере радиуса Д с площадьюповерхности 4πД2, такую же, которую создает на этой сфере в направлениина приемник реальная цель.
Искомой характеристикой может служить отношение расчетного значения рассеиваемой этим вторичным излучателеммощности Р = 4πД2Sпр к плотности потока энергии у цели Sц:σ ц = P / S ц = 4 π Д 2 ( S пр / S ц ) ,(3.1)имеющее размерность площади. Это отношение называют эффективнойповерхностью вторичного излучения цели (ЭПЦ).Таким образом, эффективная поверхность – это площадь поверхности такого эквивалентного вторичного излучателя, который равномернорассеивая всю падающую на него энергию, создает в точке приема такуюже плотность потока энергии, что и реальная цель.
Величину (3.1) частоназывают еще ЭПР.θ θ1ПередатчикПриемникЦДθПриемопередатчикЦРЛСабРис. 3.1. Структурная схема, поясняющая принцип формированиядиаграммы вторичного излучения125Раздел I. Основы теории и методологии радиолокационных систем и комплексовВ разнесенной локации величина σц зависит от ориентации цели относительно направлений и на передатчик, и на приемник РЛС. В совмещенной локации последние сливаются в направление на приемопередатчик. Зависимость σц от направления приема определяет в разнесенной локации плоскую характеристику направленности вторичного излучения помощности σц (θ, θ1) при θ1 = const.
Снимая ее экспериментально, обносятприемник вокруг модели цели (рис. 3.1, а), сохраняя положение передатчика. Если же модель обносится приемопередатчиком (рис. 3.1, б) либоповорачивается относительно направления на приемопередатчик, снимается характеристика обратного вторичного излучения этой модели (цели).ЭПЦ в общем случае – функция двух углов σц = σц (β, ε) при совмещеннойлокации и четырех углов σц = σц (β, ε, β1, ε1) – при разнесенной.Особенности отдельных видов реальных вторичных излучателей.
Рассмотрим раздельно особенности вторичного излучения сосредоточенных и распределенных реальных вторичных излучателей.Элементы сосредоточенных целей (самолетов, вертолетов, танков,автомашин, кораблей) не разрешаются, по определению, ни по угловымкоординатам, ни по дальности или скорости.
Если такое разрешение достижимо, цель не считают сосредоточенной. Обилие типов целей и диапазонов частот РЛС приводит к изменению отношения между размерамицели и длиной волны в широких пределах. Обычно размеры целей значительно превышают длину волны.В отдельных случаях конфигурация цели простая. Значительно чаще, например, у корабля или самолета, она весьма сложная. Выпуклыегладкие участки проводящей поверхности образуют блестящие элементы.Кроме блестящих, встречаются резонансные элементы и шероховатыеучастки с диффузным рассеянием. Возбуждаемые элементы поля интерферируют.
Характеристики вторичного излучения изрезаны и носят многолепестковый характер. Ширину боковых лепестков оценивают величиной θл = λ/2lэ. Здесь lэ – эквивалентный размер цели, не превышающийгеометрического размера ее проекции на плоскость, нормальную к направлению визирования. Чем короче волна, тем ýже лепестки. Это подтверждается характеристиками обратного вторичного излучения (ОВИ) самолетов(рис. 3.2, а, б) для λ = 0,1 м и λ = (3…5) м. Наибольшие значения эффективных поверхностей σц имеют место при облучении с борта. Диапазонизменения σц велик (30…35 дБ на сантиметровых волнах).Характеристики ОВИ зависят от поляризации.
Возможна деполяризация, т. е. изменение поляризации отраженного сигнала по сравнениюс зондирующим. При перекрестной линейной поляризации приемной и передающей антенн эффективная поверхность на сантиметровых волнахснижается примерно на 10 дБ. Потери принимаемой энергии для круговойполяризации облучающих и принимаемых колебаний при одноканальном126ГГлава3. Коомпонентыы внешней среды раддиолокациоонных систтем и компплексовприемме (по резуультатам измерениий на λ = 30 см) доостигают 3 дБ, чтоо связано с неодинакоовым сдвиигом фаз ортогонаальных коомпонентов отраженногополя прип отражжении от различнырых элеменнтов цели.. Сложноссть геомеетрической формыфцеелей сущеественно затрудняяет теореттическуюю оценку их эффективвных повверхностеей, поэтоому широоко исполльзуют данные эккспериментаа.
Эксперримент прроводят нен толькоо на реалльных объъектах, нон и намоделяях. Сопосставляют при этомм вторичное излуччение моодели и эталона(наприимер, шарра), что позволяетпт найти эфффективнные поверрхности моделимσц для разных еее ориентааций в прространсттве.σц, дБσц, дБабРис. 3.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
