РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ (1087875), страница 25

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 25)

При отражении электромагнитных волн от различных объектов отраженные сигналы обычно деполяризуются. Отдельные элементы объектов сложной формы неодинаково изменяют поляризацию падающего сигнала. Это сказывается на величине принимаемого отраженного сигнала при линейной поляризации и не сказывается при круговой.

Без искажений поляризации рассеивают падающие электромагнитные волны только шар и плоский диск.

15.2. Дипольные отражатели

Дипольные отражатели представляет собой тонкие вибраторы, изготовленные из металлизированного стеклянного волокна (ДОС), металлизированной бумаги, алюминиевой фольги (проволоки) и других материалов. Их длину и толщину выбирают такими, чтобы обеспечить наиболее эффективное рассеяние радиоволн при возможно меньших размерах. ЭПР диполя максимальна при длине, близкой к половине длины рабочей волны, подавляемой РЛС, когда имеет место резонансное рассеяние (рис.15.4).

Рис.15.4. Зависимость Эпр диполя от длины волны

падающего излучения

Для получения резонанса тока диполь укорачивают до значения, несколько меньшего половины длины радиоволны подавляемой станции. Степень укорочения зависит от поперечных размеров дипольного отражателя. Так как для уменьшения массы и объема толщину диполей делают как можно меньше, то укорочение оказывается незначительным. На практике длина тонких отражателей равна 0,47λ, при поперечных размерах порядка десятых долей миллиметра.

Пачки дипольных отражателей выбрасываются или "выстреливаются" в атмосферу с самолетов, вертолетов, кораблей или ракет и рассеиваются турбулентными потоками воздуха, образуя облако, отражающее падающие радиоволны. Геометрический центр облака постепенно смещается под действием ветра относительно точки выбрасывания и спускается вниз за счет силы тяжести диполей. В спокойной атмосфере средняя скорость снижения дипольных отражателей составляет 60...180 м/мин на больших высотах и 25...70 м/мин на малых высотах. В горизонтальном направлении дипольные отражатели перемещаются примерно со скоростью ветра. В большинстве случаев отражатели, выброшенные с самолета, рассеиваются в горизонтальной плоскости больше, чем в верти­кальной, поэтому облако вытягивается по горизонтали в направлении движения ветра. Иногда они могут перемещаться вверх восходящими потоками воздуха и длительное время находиться во взвешенном состоянии.

По действию на приемные устройства РЛС сигналы, отраженные облаком диполей, аналогичны шумовым радиопомехам с узким спектром. Ложные цели, создаваемые с помощью дипольных отражателей, вынуждают операторов РЛС затрачивать время на анализ отметок и выявление действительных целей. При выбрасывании большого количества дипольных отражателей на экране образуется засвеченная полоса, скрывающая от радиолокационного обнаружения военную технику.

Из-за разброса дипольных отражателей амплитуда результирующего отраженного облаком сигнала меняется по случайному закону. Спектр отраженного сигнала существенно шире спектра сигнала, отраженного одиночным диполем, что вызвано суммарным эффектом отражения и доплеровским уширением. Кроме полуволновых дипольных отражателей применяются длинные ленты, расширяющие диапазонность пассивных радиопомех. В последние годы разработаны длинные ленты, изготовленные из металлизированных и не металлизированных волокон. Их среднее значение ЭПР монотонно возрастает в сторону низких частот.

ЭПР полуволнового радио-отражателя при линейной поляризации поля и при совпадении оси диполя с вектором будет максимальна и равна

. (15.8)

Если дипольный отражатель ориентирован перпендикулярно к вектору , то σ_д = 0. Влияние турбулентности атмосферы и различных аэродинамических свойств отражателей учитывается средним значением их ЭПР:

. (15.9)

Количество дипольных отражателей в одной пачке, имитирующее цель с ЭПР σ_ц вычисляется по формуле:

. (15.10)

Для имитации цели с σ_ц = 10 м² на волне 10 см необходимо выбросить около 6000 отражателей: n_д = 10³/0,17 = 6000. Для имитации той же цели для РЛС, работающей на длине волны 0,5 м, потребуется не более 235 дипольных отражателей. Для надежности в пачку укладывают в два - три раза больше отражателей, чем определено расчетом, не учитывающим эффектов слипания и излома отражателей под действием воздушного потока и перегрузок при выбросе с самолета, ракеты или снаряда.

По значениям разрешающей способности РЛС определяют импульсный разрешающий объем, в пределах которого все цели наблюдаются на экране как одна:

, (15.11)

где - ширина диаграммы направленности подавляемой РЛС соответственно по азимуту и углу места на уровне половинной мощности; с - скорость электромагнитных волн в свободном пространстве; τ - длительность импульса подавляемой РЛС.

По характеристикам РЛС легко определяется эффективность помех, создаваемых дипольными отражателями.

Минимальное отношение мощностей помехи и сигнала на входе приемного устройства РЛС, при котором вероятность уверенного обнаружения цели не превышает заданного значения, называется коэффициентом подавления пассивными помехами:

(15.12)

По К_п.п определяют количество дипольных отражателей для маскировки прикрываемого объекта:

. (15.13)

Маскируемой областью называют часть пространства, в пределах которой обеспечивается укрытие цели от радиолокационного наблюдения, т.е. необходимое значение коэффициента подавления. Эффективный размер маскируемой области L_э определяется шириной полосы разлета отражателей и разрешающей способностью подавляемой РЛС по дальности и угловым координатам, а также взаимным расположением полосы дипольных отражателей и подавляемой станции:

(3.14)

где - эффективная ширина полосы отражателей, a -линейная разрешающая способность подавляемой РЛС по углу. Например, при растворе ДНА полоса отражателей с шириной м на удалении 100 км создает маскируемую область шириной L_э = 1,8 км.

Дипольные отражатели разбрасываются с помощью специальных автоматов, снарядов, ракет или мин. Автоматы обычно размещаются в хвостовом отсеке самолета и управляются дистанционно. В зависимости от разрешающей способности РЛС пачки выбрасываются автоматом с темпом от единицы до нескольких десятков в минуту. Необходимый темп устанавливается на земле и в некоторых пределах может меняться в полете.

15.3. Сложные отражатели

Уголковый радио-отражатель (уголок) представляет собой жесткую конструкцию из двух или трех взаимно перпендикулярных металлических плоскостей различной формы. По форме они бывают треугольными, прямоугольными. Важнейшим свойством уголковых отражателей является то, что значительная доля ВЧ энергии, падающей на них с любого направления, в пределах внутреннего угла, отражается обратно, в сторону облучающей станции. Благодаря этому уголковые радио-отражатели даже небольших размеров обладают значительными ЭПР. Простейшие уголковые радио-отражатели представлены на рис.3.5 (а - трехгранный, б - с треугольными гранями, в - с секторнымии гранями, г - с квадратными гранями).

Рис.15.5. Уголковые радио-отражатели

Максимальные ЭПР для треугольныx, прямоугольных и секторных уголковых отражателей соответственно будут:

,

,

,

где а - длина ребра отражателя.

Отклонение углов между гранями от прямых на 1° уменьшает ЭПР в 30 раз.

Ширина основного лепестка диаграммы переизлучения уголковых отражателей на уровне половинной мощности составляет около 20°. Недостатком является очень малая ЭПР для волн круговой поляризации. В целях устранения этих недостатков часто применяют уголковые отражатели с диэлектрическими гранями или с диэлектрическим заполнением.

Одной из модификаций уголкового отражателя является биконический отражатель (рис.4.6), обладающий круговой диаграммой рассеяния. Для падающей волны с поляризацией, параллельной продольной оси отражателя, ЭПР имеет вид:

, (15.15)

где

. (15.16)

Рис.15.6. Биконический радио-отражатель

Линза Люнеберга - диэлектрический шар, часть которого металлизирована, а наружный слой диэлектрика согласован с воздушной средой (рис.15.7). По мере приближения к металлизированной части шара диэлектрическая проницаемость плавно возрастает, благодаря чему электромагнитная энергия фокусируется в точку на внутренней металлизированной поверхности. Обычно такой шар набирают из нескольких слоев диэлектрика, при этом закон изменения коэффициента преломления дается формулой

. (15.16)

Ширина диаграммы переизлучения линзы зависит от размеров металлизированной поверхности (рефлектора). Если рефлектор равен половине поверхности шара, ширина диаграммы переизлучения составляет 140°, а максимальная ЭПР равна

. (15.17)

Рис.15.7. Ход лучей в линзе Люнеберга и диаграмма ее ЭПР

Более сложен ход лучей в линзе Максвелла, у которой n определяется соотношением

. (15.18)

Всенаправленный по азимуту отражатель можно получить, окружив часть линзы Люнеберга металлическим кольцом шириной (рис. 15.8.).

Максимальное значение ЭПР в этом случае равно

Характеристики

Список файлов книги