Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2003) (1092038), страница 68
Текст из файла (страница 68)
7.13. Влияние различных элементов конструкции летательного аппарата иа величину ЭПР в зависимости от ракурса мость ЭПР основных элементов планера истребителя от его ракурса [841. Под ракурсом цели понимают угол между продольной осью цели и направлением на РЛС. Уменьшение ЭПР цели является одной из основных задач развития и модернизации средств воздушного нападения. Решение этой задачи ведется по многим направлениям, к основным из которых можно отнести следуюшие ~35, 84, 85), Совершенствование формы летательных аппаратов.
Техническая реализация этого направления проявляется в устранении острых кромок, разрывов поверхностей 1например, в самолетах Р-111, АТЕ-1, Р-16), в уменьшении площади вертикальных килей за счет перехода к двухкилевой схеме, отклонение килей внутрь к оси фюзеляжа (в самолетах Ж-71, Р-19). Эффективными методами уменьшения ЭПР являются применение аэродинамической схемы «летающее крыло» (в самолетах В-2, АТВ и т. п.); интеграция системы «планер — воздухозаборник — двигатель» и «планер — вооружение» путем размещения воздухозаборников и сопел на верхней поверхности самолета (как это реализовано в БК-71), применение конформных систем подвески вооружения (например, в самолете В-2В), Кроме того, придание фюзеляжу и передним кромкам аэродинамических поверхностей формы, уменьшающей зеркальное отражение в сторону облучающей РЛС. Применение радиопрозрачных и радиопоглощающих материалов и устройств. Технически это достигается использованием композиционных матеРиалов для создания элементов конструкции летательных аппаратов.
Так, термопластики могут составлять до 60 'М массы самолета АТР. Широко 374 7.5. Формирование отраженного радиолокационного сигнала применяются радиопоглощающие покрытия (ферромагнитные материалы и полимеры), для уменьшения отражения от входною канала двигателя используются аттенюаторы. В самолетах ВК-11, 13-2, ТК-1, Р-19 применяются токопроводящие.покрытия для устранения разрывов между материалами с различными электрическими свойствами. Снилсение заметности бортовых антенных систем.
Для реализации этого направления используют следующие пути: ориентируют антенны таким образом, чтобы исключить зеркальное отражение в сторону РЛС (так, в бомбардировщике В-1В антенна многофункциональной РЛС отклонена вниз); уменьшают число антенн; используют обтекатели с управляемыми характеристиками радиопрозрачности. 7.5.4.
Формирование отраженного радиолокационного сигнала дли различных моделей целей Облучение цели и формирование отраженного сигнала — очень важный этап в работе радиолокационного тракта. Именно на этом этапе у сигнала появляются информативные параметры а = (а,, аг, а,, ...), связанные с координатами и параметрами движения цели. Рассмотрим формирование отраженного сигнала х(г,а) для постепенно усложняющейся модели цели (неподвижная точечная, движущаяся равномерно точечная, движущаяся многоточечная). Сигнал х(г, а,), отраженный от неподвижной точечной цели, находящейся на некотором расстоянии от РЛС, отличается от зондирующего сигнала хв(г) существенно меньшей амплитудой и наличием запаздывания: (7.10) х(г, а, ) = Вх (г — с,), где В ~ 1 — некоторый коэффициент, а г, = а, = 2г/с — время запаздывания.
В случае движения точечной цели с постоянной радиальной скоростью к описанным по формуле (7.10) преобразованиям добавляется изменение масштаба времени, обусловленное эффектом Доплера, так что (7.11) х(с) =Вх (К,(с — г,)), где К, = (1 + и, /с) /(1 + и„ I с) = 1+ 2 —" при и„~ с. (7,12) Л Изменение масштаба времени проявляется только на достаточно больших промежутках времени. На малых отрезках времени заметно лишь 375 7. Информационные технологии в радиолокационных системах изменение несущей частоты. Несущая частота отраженного сигнала изменя- ется на величину доплеровской поправки частоты р„2и„ Р' = =2А — "= — ", с )ь (7.13) хЯ = Х(г)соз(2кулг — ьув) = Ке(Х(1)е ~тпеззч~") (7.14) где Х(г) — огибающая колебания х(г), зрв — начальная фаза, значение которой не влияет на полученные ниже результаты.
Колебания на входе приемной антенны находят как результат интерференции полей Ез и Еь обусловленных изотропно отражающими точками 1 и 2. Результирующее поле в точке приема является векторной суммой: Рлс Епр Рис. 7.14. Определение эффективной площади рассеяния группового вторичного излучателя: а — геометрия системы двух изотропно отражающих точечных целей, б — определение значения результирующего вектора Е, в точке приема 376 знак которой зависит от того, удаляется (гд < О) илн приближается (гд > О) цель. Наличие доплеровской поправки частоты обусловливает также изменение фазы за период посылки импульсов. Таким образом, прн облучении изотропно отражающей движущейся точечной цели принимаемый сигнал (без учета влияния среды) является нефлуктуирующим и содержит временные (точнее, времячастотные) информативные параметры а =(ам аз). Рассмотрим особенности поля вторичного излучения цели, образованного двумя изотропно отражающими точками с ЭПР о,, сзз.
Геометрия такой цели иллюстрируется на рис. 7.14, а, где 0 — угол между нормалью к линии базы излучателей 1, 2 и направлением на РЛС с совмещенными передающей и приемной антеннами. Пусть передатчик излучает гармоническое колебание частоты Д~ вида 7.5 Формирование отраженного радиолокационного сигнала Е„р — — Е, +Е2.
(7.15) Разность фаз Лгр полей Е, и Ез в точке приема зависит от угла О и пропорциональнаразности хода волн от РЛС к цели и обратно: гор = 2Ы81пО, 11 = 2к/Х = 2п1' 1с. (7.16) Как видно из рис. 7,14, б, по теореме косинусов имеем Еяр Е1 + Е, + 2Е, Е2 сов ."«р. (7.17) В соответствии с введенным в п. 7.5.1 определением ЭПР получим 2 2 2 оц =Е, а1 =Е1, о2 =Е2, (7. 18) и эффективную площадь рассеяния двухточечной цели можно записать в следующем виде: , ° 2 6р, Ыу. (7.19) Как следует из соотношения (7.19), эффективная площадь рассеяния двухточечной цели зависит от ЭПР каждого вторичного излучателя и сдвига фаз возбуждаемых этими излучателями вторичных волн в точке приема. Если излучения суммируются в фазе 211р = О, то а„принимает максимальное значение: а„„=(,/а1 +,/аз) .
(720) В случае противофазного излучения получаем минимальное значение ЭПР цели: .... =(,/, -~.,)'. (7.21) На рис. 7.15, а, б показаны диаграммы обратного вторичного излучения группового излучателя а„(О) для а, = о и различных 11'Л. Видно, что 90о 2. 90о — =2 7 180 0' 180 0 270о 270о Рис. 7.15. Диаграммы обратного вторичного излучения двухточечной цели группового излучателя для а, = а, и 1/ Х = 1 (а), ! 12, = 2 (б) 377 7. Информационные технологии е радиолокационных системах при увеличении отношения !/Х ширина лепестков диаграммы обратного вторичного излучения уменьшается, а число их растет.
Глубина провалов в диаграмме тем больше, чем ближе и, к о,. Для сложной многоточечной цели эффективная площадь рассеяния находится из выражения л гз„=,"~ гг, +2~Ч,,/п,о соз(у,, — гр!), (7.22) оа т7 х(!) = В(!)Х(!)соз(2к(Я, — Е~,р)! — гр(!)+ Я!)). (7.23) Здесь Х(!), <р(!) — законы изменения неслучайных компонент амплитуды и фазы отраженного от цели сигнала; Ед — средняя частота Доплера, обусловленная движением центра отражения с радиальной скоростью е„р, 90о ! В(!), 13(!) — функции изменения случайных компонент амплитуды н фазы отраженного сигнала, обусловленные ампли- 0' Г30О тудными и фазовыми шумами цели. Случайный процесс В(!) характеризуется нормированной корреляционной функцией 270 Рис.
7.16. Диаграмма вторичного излучения группового излучателя Лля о, г пз и!71 =2 „, = М(В(!)В(' ')), (7.24) М(В(!)В(!)) 378 Здесь и — число блестящих точек, <р, и гр — фазы поля, отраженного от соответствующих точечных излучателей. Диаграмма вторичного излучения, полученная при разнесении в пространстве приемной и передающей антенн, также носит многолепестковый характер (31, 35, 43, 73, 741. Однако количество лепестков в рассматриваемом случае меньше, чем для диаграммы обратного вторичного излучения (рис. 7.1б и 7.15, б соответственно).
Учитывая, что при движении цели относительно РЛС число блестящих точек, амплитуды и фазы отраженных от них полей изменяются случайным образом, приходим к выводу, что результирующее полей ЭПР будут случайными функциями времени. Значит, необходимо статистическое описание ЭПР и отраженного сигнала.
Пусть, как и раньше, цель облучается гармоническим колебанием вида (7.! 4). В этом случае отраженный от реальной цели сигнал будет случайным образом промодулирован по амплитуде и фазе: 7.5. Формирование отраженного радиолокационного сигнала О т О т О / О / О Рис. 7.17. Примеры автокорреляционных функций р(т) и соответст- вуюших им энергетических спектров 5(~) В частотной области процесс В(1) описывается энергетическим спектром 0(г), взаимно связанным с корреляционной функцией г(т) преобразованиями Фурье: Э б(7') = ) г(т)ехр( — 12к7'т)Ыт, — О ф г(т) = ) б(1)ехр(у2к7"т)сф'. (7.25, а) (7.25, б) Функции б(1') и г(т) могут быть получены в результате статистической обработки случайных процессов В(1), Р(1), получаемых в физическом эксперименте на реальных объектах или моделях, а также в результате математического моделирования.
Возможные виды корреляционных функций г(т) и связанных с ними энергетических спектров Оф представлены на рис. 7.17. Здесь показаны усредненные нормированные корреляционные функции сигналов, отраженных от цели, облучаемой гармонической волной. Функция «(т) Убывает с ростом ~ т ~ и можно указать интеРвал времени те„ связанный с шириной спектра флуктуаций, в пределах которого величина г(т) 379 7. Информационные технологии в радиолокационных системах О те„ Рис. 7.18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
