Васин В.И. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова (2-е издание, 2004) (1092039), страница 68
Текст из файла (страница 68)
На г расстоянии г от цели в точке приема создаатся плотность потока мощности вторичной волны П,„. Реальный вторичный излучатель можно заменить эквивалентным, создающим равномерную плотность потока Пчр на сфере радиуса г с площадью поверхности, равной 4лгг, именно такую, которая создается в направлении приемника реальной целью. Отношение мощности Р = = 4лглПч, рассеиваемой эквивалентной целью без потерь, к плотности потока мощности у цели имеет разиерность пгющади и служит искомой характеристикой Р 4лггП» оч= — = П„ которую называют эффективной площадью гэцгфектиенай поверхностью) вторичного излучения цели (Э!ТВИ, ЭПЦ, ЭП).
Широкое распространение получило также название эффективная площадь рассеяния (ЭПР). Таким образом, эффективная площщгь рассеяния о„— это плопщдь поверхности такого эквивалентного вторичного отражателя, который равномерно рассеивает всю падающую на него энергию и создает в тачке приема такую же плотность потока энергии, что и реальная цель. Выражая П„„и П, через квадраты амплитуд напрвженностей электрического н магнитного полей, формулу для определения ЭПР цели представляют в виде 368 75 Ф р р еа р щог раа г каи и агигиаэи 4»г~(Е„' 4кг ]Н ! (Еи( (7(„(, (7.)) Знаки модулей пазваляиэт ввалить в расчет комплекснме амплитуды калебаннй Зависимость ЭПР от направления на приемопередатчик в равноулаленных от цели точках называют «арактерист пй (аиа.ра м й) обратного втор» юго иэяу ги»я а„(0) Дяя ее измерения приемопередатчик перемещают вокру~ цели (см.
риа, 7.5, и), либо цель поворачивают относительно направления на приемопередатчик. Зависимащь ЭПР от направления на приемник в равноудвленных щ испи точках при фиксированном направлении облучения цели называют«срака ристикаи (диаграчиои) втор »ного энэучения а„(0,0,) при 07 = сопн. Дл» ее измерения приемник перемешают вокруг модели цели (см. риа. 7.5, б), сохраняя положение перслатчищ.
Эффективны площадь вторичною юлучения лля фиканрованной длины волны является функцией а« =а„(а,б) двух углов при олнопозицианной локации и функцией а„=а„(с,]),епр7) чегырек угтов при разнесенной локации 7.5.2. Эффвкгиввая плошадь рассевнни прн различных соотношемняк рщмерон цели н длины волны 369 Поля вторичного излучения, позволаюшие определить ЭПР сбьектав, находят точными и приближенными расчепэыми меюдами, в том чигле методом ээатематическою моделиравани», наряду с которым широко испощзукгг физическое моделирование и натурный эксперимент. Полагыот, что вторичныс излучатели раапаложены в свободном прасэранстве а днэлск.
трической и ма~нитной пранипаемостями соответственно я = ! и П = (. На пракгике ЭПР мажет быть рассчитана различными метолами. Точные рспгени» обеспечиваююя на основе использования уравнений Максвелла и решения сгчп эетствуюших волновых уравнений при заданных граничных условиях. Решения таких частных модельных задач найдены дл» тел сравнительно простой формы: шара, полуплоскости, клина, плгюких пластин, цилиндров, уаеченных конусов, сфероидов, нряммх и искривленнык ребер. Для решения чодельных задач так»ге исполщуют приблшкенные методы, к основным из коъэрых относя тая следующие методы геометрической о7пнки, физичеСкОй оптики, геометричсак й твори днфрвкции, ф эичеекой трии дифракции, смешанные методы (35, 84,85, 94 — 97] 7.
Икформацконцыг тглкололт б рабиблокаццоккмл систецак Метод геометрической оптика основывается на предположении, что энергия рассеянного поля распространяется вдоль узких трубок лучей по законам оптики, когда длина падающей волны стреь1ится к нулю. При использовании метода физической оптики пренебрегают вкладом в рассеянное поле затененных участков обьекга при условии, что длина волны много меньше его размеров Метой геолттрической теории дифракцци развивает метод геометрической оптики и основывается на прсдпояожении, что основной вклад во вторичное поле вносят токи вблизи геометрических разрывов объекта. При использовании метода физической теории днфракциц считается, что основной вклад в рассеянное поле вносят освещенные участки объекта и его острые кромки.
Задачи расчета полей вторичного излучения разбиваются на три группы, связанные с относительными размерами целей: — цели малых по сравнению с длиной волны размеров !1, ! 7 «1)! — цели, размеры которых соизмеримы с длиной волны (1„)й т1); — цели, размеры которых больше длины волны (1„77. и !). Зависимость ЭПР от разьгеров цели при фиксированной длине волны рассмотрим на примере объекта простой формы — проводящего шара радиусом р. Р!а рис.
7.6, а представлена зависимость ЭПР шара о, нормированная к сга видимой плошади кр, от отношения радиуса шара к яр! 1,0 га-' 1О ! О 0,5 1 1,5 2 2. !О -3 О,О! О,г Рнс. 7.6, Зависимость ЭПР шара. нормированная к площади его лопе- ! речного сечения яр, от величины отношения радиуса нара к Ллиае волны р2л !а); зависимость ЭПР внбратора от величины отношения мины внбратора к длине волны йгь (й) 370 р д 75 Форм«рсе р длине волны (35, 84].
На графике можно выделить три харак~прим» области Первая обнес!ь (р(Х с О,!) и«»ма»шея областью рюгевскс о р сев»- хил (низкочастотной, лифракпионной) В рэлссвокой области функция и аргумент связаны зависимостью четвсрюй степени (7.2) Т» а зависимость характерна для любою объекта, наибольшии размер коюрого значительно меньше длины волны. Втора» область — Р эс«оисгюя (кр(х- П Колебательный характер за«исимссги значений ЭПР от отношении р(Л обусловлен интерференцией зорка шно отраженной от поверхности шара волны и волн рассеиваемой «невидимой» (обратной) вытью шара.
Максимум ВПР наблюдается в случае, когда шар как бы эквивалентен иолуволнавому вибратору и вдоль его полуокрюкности уклалывается поаувоэиа тока (кр(7. — 0,5) Трюь» обласп, (р(2 и!) называется олюичесьой (высо»очаг юти й, эедкаэьной! абласгью. Ес хара»сериа» особенность состоит в том, *пп значение 'ЭПР постеле ио приближается к плошади поперечного сечения (видимой плошали) цели Расом прим особенности огрюкения лля других объекюв радиолокации.
Лли объектов первой группы ((„72 « !) независимо от конфигурации и шектрических свойств материала остаегс» в сиж зависииошь (7.2) (7 3) гле 5, = (э — квадрат линейно!о размера объскш (видимвя гео с» рическая плошадь объекта). Примерами обьекгов первои группы являются гидромсшор, аэрозоли лля РЛС дециметрового диапазона, гпицы — для РЛС метрового диапазона н т. л Из формулы (7 3) следует что мешжошсс влияние метеообразований наиболее существенно в коротковолновой части сантиметрового ли«назови а также в миллиметровом лиапазане С другой стороны, РЛС этих диэлаюнов мо;кно полог!юовать для разведки физических условий на грассе распространения ралиовоян Как уже отмечалось выше (см б 7 3), низкая эффективность «торичного излучени» при Хю („ ограничивает ж ины воли (частоты) «олебаний,используеиыь в ралиояокации 37! 7 Информ иионные м«тнооо н в уодиоггокоаионнык еионеыок Дл» обьекпгв второй группы (1« 1Л = 1) рассеяние является рюонансным.
Так, полуволновый вибратор 1ц = Л12 (используемый лля созлания пассивных намел РЛС) в направлении, перпендикулярном его оаи, имеет ЭПР а,„= 0,86Л, существенно ббльшую его «видимой» плошади. При изменении г Л или 1„усяовия рюонанса нарушаются и частотная зависимость характеризуется резонансной кривой, которая тем острее, чем тоньше вибратор. В пространстве диполи ориентируются произвольно относительно вектора облучающей волны. В предположении равновероятности ориентации усредненное значение ЭПР диполя определяется формулой пц*рггг0,17Л (74] Зависимость ЭПР диполя от отношения 1„1Л (см рис. 7.6, б) носит осциллирующий характер, присущий и Лругим проводящим телам (шар, эллипсоид) прн 1, =Л. К рассматриваемой группе объектов радиолокации можно отнести, например, боевые блоки баллистических ракет, крылатые ракеты, беспилотные летательные аппараты при условии, что онн облучаются радиолокаторами метрового диапазона.
Для объектов третьей группы (1„» л), в которую входит большинство объектов радиолокации, особенностью является интерференционный характер поля вторичного излучения, зависящий от геометрической формы и размеров объекта, длины аолны, направления распространения зондирующей и отраженной электромагнитных волн. Раасмотрнм методику расчета ЭПР гладкого идеально проводящего выпуклого тела (рис. 7.7) в приближении физической оптики (1„юЛ, ра- РЛС Нн„ геня Рис. 7.7.
Определение ЭПР гладкого идеально проводящего выпуклаго тела в приближении геометрической оптики (1„л )., Ралиусы кри- витям р, г» Л) 372 75 Ф д, ржав»ее р мод с г и Ом 1 ( /,2» — — ( ехр' -)- — 2дг 1г)э', (7.5) гле г, расстояние от РЛС до вынесенного раскрыва; Лг — расстонние от энемента щ освещенной поверхности дс его проекции д»( Г1одставив отношение (7.5) в (7 1), получим ~г 4» Г 2» о,=-. ~схр~-1 — 2дг(Ж') . (7.6) !1рименим формулу (7 б) дл» рщчста поля вторичнопэ излучения идеально проводящих подубссконечного парабовоида и прямоугольной птастнны, распслоэкениых так, как показано иа рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
