Вакин С. А., Шустов Л. Н. Основы противодействия и радиотехнической разведки. М., Сов. радио, 1968 (1083408), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Ошибки в определении направления в принципе могут иметь место и при постоянстве электрических па- 331 раметров локальной неоднородности, если эта неоднородность имеет соответствующую форму (например, непрямоугольную). Коэффициент преломления ионизированной среды (локальной неоднородности) без учета влияния магнитного поля Земли приближенно определяется следующей формулой: Здесь ! - — несущая частота в герцах; Л~ — число электронов в одном кубическом метре, ереси е переменнмм «аэрлриииентам преломления граентария радиалрча Рис. 9.!. Хол луиса и,зокизы1оа исолиороп- нол и. Прп достаточно высокой концентрации электронов радиоволны могут полностью отражаться от ионизированной области (полное внутреннее отражение).
Критическая частота, соответствующая полному отражению радиоволн, определяется из условия п=О, отсюда следует, что (с! =-'9 )''У, Таким образом, г!.!я получения полного отражения от иоиизированиой области колебаний с несущей частотой ! необходимо иметь концентраппю электронов (2 !у ==— з! Например, для волны 1=3 см получаем Л'=!Оы э/ма.
Чтобы обеспечить заданную концентрацию электро- 332 пов (Й), необходимо иметь мои!вше источники понизации в. С достаточной точностью можно считать, что необходимая мощность источника ионизацпи равна Т =-. аЛг "", где а --коэффициент рекомбинации электронов, равный у поверхности земли примерно а=-10 " сма/сек.э. При ту=10'" э/сига и а=10 — 'е гиз1сек.э мощность источника ионпзаппп должна быть I — -!Ом .э!игзсел пли У=!0" э,гсжзсск. !1ными словами, для создания понизированной области с концентрацией 1О'" электронов па один кубический метр источник ионизацпп должен в одну секунду создавать 1О" электронов в кубическом метре.
Такая высокая концентрация электронов может быть кратковременно создана прп ядерных взрывах плп при одновременном сгорании больши.; количеств легкопонизирующихся элементов, например пезия и др. При взрывах ядерных боеприпасов в эпицентре взрыва образуются высокие концентрации электронов.
Однако вследствие пх рекомбинации концентрация электронов быстро падает во времени, так что мешающее действие ядерного взрыва на РЛС сантиметрового диапазона весьма кратковременно. Более значительное воздействие на распространение волн метрового диапазона оказывают высотные ядерные взрывы. Остановимся на поглоц1аюнгпх свойствах локально ионпзпрованпых сред. Механшзвт поглощения радиоволн в поппзированной области может быть пояснеп следующим образом. Свободныс электроны под действием электрического поля падающей волны совершают вынужденные колебания с частотой, равной несущей частоте электромагнитных колебаний. В процессе колебательных движений электроны сталкиваются с нейтральными молекулами, атомами п ионами и увеличивают их кинетическую энергию.
Таким образом осуществляется переход энергии электромагнитного поля в тепловую энергию среды. * Заметим, иго пороговая концентрация электронов, необходимая иля визуального обнаружения ионизация, равна !О" — 1О'а электронов иа оияи к1бический метр ЗЗЗ где Ж вЂ” количество электронов в я<»; т — число гоуд»рс»ии ..1<ктрош>в с другими частицами !попами, агом»ми и молекул»ми г»з») в соку»лу; ы=2п/ — углов»я чистота. Из формулы (9.!) следует, что коэффициент поглощсиия имеет максимум при некотором щ<ачеппи <астоты соударений.
Используя правило пахождеипя экстремума фуикции, получим, что й=-~н,ин, при о>==>и Частота соударений > пропорииои»льна плотности воздуха. Поэтому имеется некоторый интергаз высот атмосферы, в пределах которо~о затухапие радиоволн оказываетси наибольшим, Расчеты и экспсрих<ситальцыс исследоваиия показывают, что затуха»ис радиоволн проявляется в наибольшей степе»и в преде.чах 16-километровой полосы с центром, расположенным примерно иа высоте 72 км 172). Частота соударений па высоте ?2 кл< примерно рави» > =б 1О' соударений в гскуиду "', Для сигналов с иссупц>в<и <астотамп /ваб Мг<! величина о>Я в ф<>рл<уле !9.!) зп» пепельно больш< >-', в силу чего 0,4В 10 ыс < С помощью (9.2) мож<и> определить потребную коицеитрацию электронов, обеспечивающую заданное затухаиие б в дб/км: <>1= т< -1О' = 2,23/'10' !э,'нг>), 0,45 (9 2) /!ля получения, например, затух»ипя )5==19 дб/км»а высоте 72 км для волны >.=.3 гм требуется созда»не иоиизироваииой обл»сти с концентрацией электронов Поглощающее свойство пощ>зирои,<иной обл»стп характеризуется коэффициентом поглоще>шя радиоволн (дб/км): 1,Я 10->М~ С9.1) Ю +т" * На малых высотах лату>ание ботве хоро<них волн не увеличивается, носнолвну в су<иестве поп мере снижает: < время жизни электронов н оказывая>тся неверии>мн исто>п>ые лону<де>гня, иа авторы> основана формула 19.1).
334 М= 0,3? 10" з/л . '1'акая высокая концентрации на больших протяженностях в настоящее время может быть создана лишь па очень короткое время с помощью мощных ядсрных взрывов. Г!рактически заметное поглощение радиоволн может иметь место иа метровых и более длинных волнах. Коэффициент поглощения боле длинных волн достигает значительной вслишшы прп сравнительно низких конпситрациях электронов (М вЂ” "-10п — 1О" э(мз). 9.2. Влияние ядерных взрывов на работу радиоэлектронных систем Взрывы иа высотах нпжс 16 км пс вызывают продолжительной ионизации, поэтому онп не могут оказывать суц~ествснного влияния па работу РЭС.
При наземных и подземных (подводных') взрывах могут образовываться обласпк в которых имеет место интенсивное поглощение и отражение радиополи. Однако эффект поглощения и отражения радиоволн при этом связан нс с ионизацией пространства, а с наличием локальной неоднородности среды, имеющей высокую концентрацию частиц твердых веществ п воды, выбрасываемых в атмосферу. Эффективиос влияние иа работу радиоэлектронных средств сантиметрового диапазона за счет продуктов взрыва может быть оказано только на первой стадии взрыва.
Продолжительность существования ионизированных областей зависит от высоты и мощности взрыва, времени суток и т. д. На больших высотах (более 40 — 50 км) образуются достаточно устойчивгяе области с относительно высокой концентрацией электронов. Прп взрыве ядерного боеприпаса па больших высотах понизировапные области с малой концентрацией электронов (1О'" — 10п) могут существовать несколько минут и даже часов. В первом приближении можно выделить иоиизпроваииые области двух видов. Во-первых, области из х~едлеиных электронов, образовавшихся вследствие ионизации среды, главным образо к тшыювыми рентгеновскими лучами. Эти области ихи ют сравнительно ограниченные размеры, десятки н 335 сотни километров, и концентрация электронов в них убывает примерно по закону Лг=10" — )э)м 1.
1З Здесь ~ — время в секундах. Развитие области во времени после того, как оиа образовалась, происходит в основном по законам диффузии. Во-вторых, области из быстрых (релятивистских) электронов (~3-частиц), излучаемых радиоактивными продуктами деления. Быстрые электроны захватываются магнитным полем Зем.ти, в связи с чем ионизация пространства в масшзабах Земли принимает глобальньш характер (а не локальный, как в предшествовавшем случае). Остановимся на эгом вопросе несколько подробнее. Напомним некоторые исходные физические вредно. сылки. На заряд е, движущийся со скоростью ~ в магнитном поле с напряженностью 77, действует сила Лоренца Р, опредсляемая формулой Эта сила при прочих равных условиях пропорциональна скорости частицы. Если магнитное иоле однородно и силовые линии его параллельны друг другу, то траектория заряженной частицы, вошедшей в магнитное поле со скоростью д, в общем случае будст представлять собой цилиндрическую спираль с постоянным шагом, навитую на силовую линию.
Радиус цилиндра (ларморовский радиус) определяется формулой ПЮ г= —. сП ' В неоднородном поле траектория движения заряженной частицы значительно усложняется. В частности, при движении заряженной частицы в неоднородном магнитном поле в направлении возрастания напряженности поля (в направлении движения частицы силовые линии магнитного поля сходятся) на заряженную частицу будет действовать сила, стремящаяся вытолкнуть ее в область меньших значений напряженности поля ~78].
Появление этой силы обусловлено составляющей магнитного поля 336 Н, (рис. 9.2), величина которой тем больше, чем больше неоднородность поля (чем больше угол у). Если бы поле Н было однородным, то все его силовые линии были оы параллельны составляющей Н, (у=О) и составляющая Н, была бы равна нулю. Неоднородность поля порождает составляющую На.
Рассмотрим ианботсе простой случай — движение электрона по круговой орбите н неоднородном поле (рис. 9.2), Составляющая Н, магнитного поля Н порож- Рнс. 92 Силы, пеаствуюгпнс на зараженную ~истину в неоднородном магннтнои пале. дает центростремительную силу, обеспечивающую вращательное движение электрона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
