Диссертация (1102680), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Эксперимент с модельным объектом кольцеобразной формы (вектора электрического поля E обеихантенн лежат в горизонтальной плоскости): а) схема проведения эксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку);радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью б) 1.5 нс и в) 3 нс (слева – в градациях цвета;справа – по заданному пороговому значению).Квадрат максимальной амплитуды отраженного сигнала при зондировании объектарадиоимпульсами длительностью 1.5 нс достигает значения около 6 мВ2, а при зондированииобъекта радиоимпульсами длительностью 3 нс – 18 мВ2.
В свою очередь, в случае если вектораэлектрического поля E обеих антенн находятся в вертикальных плоскостях, как в экспериментах,описанных в разделе 3.3.4., те же параметры принимают значения 7 мВ2 (радиоимпульс 1.5 нс) и16 мВ2 (радиоимпульс 3 нс).76Проверим также случай кросс-поляризации. Для этого повернем передающую рупорнуюантенну так, чтобы вектор электрического поля E находился в вертикальной плоскости, а векторE приемной антенны оставался в горизонтальной плоскости. Схема эксперимента приведена нарисунке 3.9а (d = 210 см, h = 151 см, alpha = -100), детали эксперимента – в таблице 5.Полученные радиоизображения при длительности зондирующих радиоимпульсов 1.5 нспредставлены на рисунке 3.9 б) в градациях цвета, в) с пороговым значением 0.4 мВ2. По даннымрадиоизображениям невозможно распознать лоцируемый объект.а)б)в)Рисунок 3.9.
Эксперимент с модельным объектом кольцеобразной формы (кросс-поляризация): а) схема проведенияэксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку); б, в) радиоизображения, полученные радиоимпульсами длительностью1.5 нс (в градациях цвета и по заданному пороговому значению).Таким образом, эксперименты по проверке влияния используемых отражательныхэлементов на тип поляризации, преобладающей в отраженном сигнале (передающая и приемнаяантенны устанавливались так, чтобы векторы поля E были горизонтальны, а также проверялсяслучай кросс-поляризации) показали, что отражающая способность отражателей не зависит отнаправления поляризации.
В излученном и принятом сигнале преобладает один тип поляризации,соответствующий излученному сигналу. В результате, изменение направления поляризации в77данном случае не позволяет получить дополнительную информацию о структуре рассеивающегообъекта.3.3.6.
Сканирование МО с отражателями, расположенными друг от друга на расстоянияхоколо десяти длин волн ЭМ излученияВ последней серии экспериментов количество отражателей на облучаемом объектеуменьшили до 10 шт. и, соответственно, увеличили расстояние между ними. Облучаемый объектбыл удален на расстояние d = 300 см от АС, как показано на схеме (h = 150 см) на рисунке 3.10а.Фотография объекта кольцеобразной формы с отражателями представлена на рисунке 3.10б (видсзади – со стороны АС). Значения расстояний (по продольному направлению OX) междуотражателями приведены в таблице 6. Остальные детали эксперимента приведены в таблице 7.Радиоизображения представлены на рисунке 3.10 на графиках в координатах: азимут –временная задержка при длительностях зондирующих радиоимпульсов в) 1.5 нс, г) 3 нс и д) 6 нс.На рисунках (слева) показаны графики в градациях цвета, а на рисунках (справа) – с пороговымзначением в) 0.25 мВ2, г) 0.7 мВ2 и д) 0.3 мВ2.Таким образом, в результате постепенного разряжения отражателей на облучаемомобъекте, на радиоизображении (рисунок 3.10в), получаемом зондирующими радиоимпульсамидлительностью 1.5 нс, стало возможным увидеть отражения от каждого отражательногоэлемента.
Четко видны отражения от девяти отражательных элементов, не видно толькоотражение от седьмого элемента. Это может быть объяснено малой шириной основного лепесткаДОРотражателя.Предположительно,отражениеотседьмогоотражателядолжносоответствовать задержке около 27 нс и азимуту около 120.При увеличении длительности зондирующих радиоимпульсов до 3 нс, наблюдается(рисунок 3.10г) пространственное размазывание откликов от отдельных отражательныхэлементов. При дальнейшем увеличении длительности зондирующих радиоимпульсов до 6 нс нарадиоизображении (рисунок 3.10д) отражения от отдельных отражательных элементовсливаются в одно целое.
В результате, на радиоизображении виден “эллипс”. Это связано сувеличением расстояния d на 90 см, по сравнению со схемой эксперимента (рисунок 3.6а),описанного в разделе 3.4, где на радиоизображении (рисунок 3.7в) формировалось “кольцо”.Длятогочтобыопределитьреальныеразмерыоблучаемогообъектапорадиоизображению, необходимо выполнить переход от координат: азимут – задержка влинейные координаты, выражаемые в метрах. Для этого было произведено преобразованиекоординат. Дальность r определяется как r t c , где t – временная задержка, а c – скоростьсвета.
Если обозначить угол (азимут) через , тогда линейные координаты x и y выражаютсякак: x r cos и y r sin . Учитывая, что прежние радиоизображения (рисунок 3.10 в–д)78были построены из матрицы данных ri , j , i , j , тогда новые радиоизображения преобразуются вкоординаты: координата по поперечному направлению y и дальность x – следующим образомxi , j ri , j cos i , j , yi , j ri , j sin i , j .Таблица 6НомераотражателейРасстояниемеждуотражателямиНомераотражателейРасстояниемеждуотражателями1–220 см1 – 1022 см2–330 см10 – 941 см3–436 см9–834 см4–527 см8–725 см5–620 см7–65 смТаблица 7ДлительностьПределызондирующихсканированиярадиоимпульсовпо азимутуШаг по углуНакоплениепоогибающимКоличествоизмерений1.5 нс260…-2000.20по 5 сигналам11553 нс280…-2200.20-2516 нс280…-2200.20-25179а)б)в)г)д)Рисунок 3.10. Эксперимент с модельным объектом кольцеобразной формы (расстояния между отражателями – околодесяти длин волн): а) схема эксперимента (1 – вид сверху, 2 – вид сбоку); б) фотография объекта; радиоизображения,полученные радиоимпульсами в) 1.5 нс, г) 3 нс и д) 6 нс (в градациях цвета и по заданному пороговому значению).80На рисунке 3.11 представлены радиоизображения, получаемые радиоимпульсамидлительностью а) 1.5 нс, б) 3 нс и в) 6 нс, в линейных координатах: координата по поперечномунаправлению и дальность, выражаемые в метрах.
На этих графиках видно, что “эллипс” (рисунок3.10 в–д) преобразовался в “кольцо”. На радиоизображении (рисунок 3.11а) края объекта (центрысоответствующих отражений от отражательных элементов) по поперечному направлению имеюткоординаты -0.4 м и 0.8 м, а по продольному направлению (дальность) – 3 м и 4.2 м. Такимобразом, его соответствующие размеры составляют 1.2 м и 1.2 м, что примерно соответствуетреальному диаметру облучаемого объекта кольцеобразной формы.а)б)в)Рисунок 3.11.
Радиоизображения в полярных координатах, полученные радиоимпульсами длительностьюа) 1.5 нс, б) 3 нс и в) 6 нс.Рассмотрим процесс получения радиоизображения объекта из набора дальностныхпортретов. В качестве наиболее показательных рассмотрим радиоизображения, получаемые при81сканировании объекта кольцеобразной формы (фотография которого представлена на рисунке10б) радиоимпульсами длительностью 1.5 нс (рисунок 3.10в) и 6 нс (рисунок 3.10д).На рисунке 3.12 приведены характерные дальностные портреты при азимутах а) -7.40, б) 4.40, в) -10, г) 30, д) 4.20, е) 10.20, ж) 15.60, полученные при зондировании объектарадиоимпульсами длительностью 1.5 нс.
На каждом из приведенных дальностных портретовчислами показаны импульсы, отраженные от соответствующих отражательных элементов (такжеотмечены цифрами на схеме на рисунке 3.10а). Соответствующие темные пятна на формируемомрадиоизображении (рисунок 3.10в справа) пронумерованы таким же образом.По приведенным дальностным портретам (рисунок 3.12) можно проследить, как меняетсяформа огибающей сигнала, отраженного от цели, в зависимости от угла азимута поворота антенн.На огибающих отраженного сигнала при различных углах азимута видны импульсы,соответствующие отражениям от отражательных элементов, попадающих в область основноголепестка ДНА. В частности, при азимуте равном -7.40 (рисунок 3.12а) на дальностном портретечетко видны импульсы, отраженные от второго и третьего отражательных элементов.
Приазимуте равном -4.40 (рисунок 3.12б) четко видны отражения от первого, второго, третьего,четвертого, пятого и шестого отражательных элементов. Это позволяет формироватьрадиоизображение левой и центральной частей облучаемого объекта. При дальнейшем поворотеантенн азимут равен -10 (рисунок 3.12в), остаются только импульсы, отраженные от первого,второго и шестого отражательных элементов, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
