Ахияров В.В, Нефедов С.И., Николаев А.И. Радиолокационные системы (2-е издание, 2018) (1151780), страница 10

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

Текст из файла (страница 10)

Достоин­ством ГТД является то, что данная теория не предпринимает ника­ких попыток для оценивания поверхностных или реберных (ли­нейных) токов и непосредственно связывает дифракционное полес падающим без каких-либо промежуточных вычислений.Метод ГТД имеет существенный недостаток, который заклю­чается в том, что коэффициент дифракциилярным вдоль границD(ф) является сингу­областей 1- 11 и 11- 111 (см. рис. 2.11 ). В пере­ходных областях поле выражается интегралами Френеля.Метод физической оптики.

Метод ФО в отличие от методаГО применим, в первую очередь, к идеально проводящим телам сбесконечными радиусами кривизны и с резкими изломами поверх­ности: к плоским пластинам и вьmуклым цилиндрам конечнойдлины.• Боровиков В.А., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции.1978. 248 с.М.: Связь,522.5. Приближенные методы расчета полей рассеянияВ основе метода ФО лежат следующие допущения•[14]:длина волны электромагнитного поля мала по сравнению схарактерными размерами рассеивающего тела;•падающаяволнавызываетнаповерхностирассеивающеготела токи, которые являются источником вторичного (рассеянно­го) поля;•токи распределяются только на «освещенной» поверхноститела, граница которой определяется по правилам геометрическойоптики;•в каждой точке освещенной поверхности возникает ток, повеличине и направлению равный току на бесконечной плоскости,касательной к поверхности в этой точке.Таким образом, приближение ФО состоит в том, что каждыйэлемент поверхности рассеивает так же, как бесконечная касатель­ная плоскость в точке падения.

Отсюда следует формула для опре­деления поверхностного тока в каждой точке освещенной области:(2.24)где п-единичный вектор нормали к поверхности;Hi -векторнапряженности падающего магнитного поля. В области тени по­верхностный ток принимается равным нулю .Вектор напряженности рассеянного магнитного поляHsв при­ближении ФО определяется путем подстановки в интеграл, описы­вающий вторичное излучение, распределения токов(2.24)на по­верхности рассеивателя:Hs= - j2kHiG J(п х h i )х s eikR(i-s)ds,(2.25)sгде(r - расстояние от объекта до точкинаблюдения), G = eikr/ 4nr; S - поверхность интегрирования, охва­тьmающая освещенную часть тела; hi - вектор поляризации падаю­щего магнитного поля ( JL = /Lhi, Hi - амплитуда падающего маг­нитного поля); R радиус-вектор, проведенный из начала коорди­нат в точку на поверхности рассеивателя (рис.

2.12); i и s еди­G -функция Гринаничные векторы в направлении падения и рассеяния.Интеграл(2.25)можно точно вычислить только в несколькихслучаях, например, для плоских поверхностей, цилиндров и сфери­ческих сегментов при осевом падении поля. В общем случае ин-532. Методы измерения и расчета вторичного излучения РЛЦzпаденияуГраницатенихРис.теграл(2.25)2.12. Рассеяние в приближеюm ФОвычисляется методом стационарной фазы, в которомполагается, что рассеяние происходит в точках стационарной фазы,которые называются блестящими точками. Простым частным слу­чаем является рассеяние вперед, для которого фазовая функция наосвещенной поверхности равна нулю: kR ( i чае поверхностный интеграл вs) = О.В данном слу­сводится к интегралу по про­(2.25)екции тела на плоскость, перпендикулярную линии наблюдения.В случае обратного рассеянияs = - i,поэтому метод ФО непозволяет оценить деполяризацию волны при ее отражении от те­ла, поскольку поляризация отраженной волны полагается такойже, как и для падающей волны (см.(2.25)).При расчетах двухпозиционного (бистатического) рассеянияметодом ФО не вьmолняется теорема взаимности, т.

е. поменявместами передатчик и приемник, получим другой результат. ВнаправлениизеркальногорассеянияметодФОудовлетворяетпринципу взаимности, а это предполагает, что в окрестности этогонаправления ФО дает вполне удовлетворительное приближение.Считается, что метод ФО обеспечивает приемлемую точность длярассеяния в обратном направлении при нормальном падении элек­тромагнитной волны на объект, еслиka > 8,где 2а-диаметркруглой пластины или сторона квадратной пластины (точностьприближения повышается по мере увеличения значения ka ). Вэтом случае максимальное значение ЭПР идеально проводящейплоской пластины определяется выражением4nS 2cr = - '),.,, 2где54S -площадь пластины.'[14](2.26)2.5.

Приближенные методы расчета полей рассеянияТаким образом, приближение ФО для рассеяния от гладких ис­кривленных поверхностей правильно лишь в предельном случаекоротких длин волн (больших частот). При зеркальном рассеянииот пластин и цилиндров конечной длины и рассеянии от вершинконусов расчеты методом ФО дают полезные высокочастотныеприближения, которых не обеспечивает метод ГО.Метод физической теории дифракции. Метод ФТД (другоеназвание-метод краевых волн (МКВ)) позволяет уточнить при­ближение ФО и учесть дифракционные явления вблизи резких из­ломов поверхности рассеивающего тела[15].Как и метод ФО,ФТД применяется только для идеально проводящих тел.Метод ФТД основан на следующих допущениях:•длина волны электромагнитного поля мала по сравнению схарактерными размерами рассеивающего тела и продольными ра­диусами кривизны изломов его поверхности (ребер);•поверхностные токи состоят из двух частей-равномерной,определяемой по правилам ФО, и неравномерной, возникающейвследствие влияния изломов поверхности ;•неравномерная часть тока имеет характер краевой волны,распространяющейся в направлении от ребра излома и затухаю­щей по мере удаления от него .Таким образом, основная идея метода ФТД состоит в разделе­нии поверхностного тока на две компоненты:(2.27)гдеJ ФО-поверхностная плотность тока в приближении ФО(равномерная часть тока); Jдоп -поверхностная плотность до­полнительного тока, обусловленного искривлением поверхности(неравномерная часть тока).

Под искривлением поверхности по­нимается любое отклонение от бесконечной плоскости (плавноеискривление, излом, выступ, отверстие и т. д.). Если тело являетсявыпуклым и гладким, а его размеры и радиусы кривизны великипо сравнению с длиной волны, то дополнительный ток сосредото­чен вблизи границы между освещенной и теневой частями поверх­ности тела. Если же тело имеет изломы поверхности, то дополни­тельный ток возникает вблизи ребер и кромок.При использовании метода ФТД для расчета поля рассеяния налюбой неоднородности необходимо вычислить вклады в прибли­жении ФО, а затем прибавить к ним вклады, обусловленные ди-552. Методы измерения и расчета вторичного излучения РЛЦфракцией на ребрах. Выражения для рассеянного на ребре поляаналогичны формуле(2.23)*.Следует отметить, что при вычислении дифракционного поляот ребра клина метод ФТД соответствует ГТД. Отличие заключа­ется в физических предпосылках, которые использовались прирешении данной задачи: в ГТД постулируется существование ди­фракционных лучей, а в ФТД-неравномерной части тока вбли­зи ребра клина.С помощью метода ФТД можно определить характеристикирассеяния диска, прямоугольной пластины, конечного цилиндра,конечного конуса, конечного параболоида вращения и сфериче­ского сегмента.2.6.

Основыстеле-технологийСтеле-технологиями называется комплекс технических реше­ний, с помощью которых уменьшается уровень сигналов, посту­пающих от военного объекта на приемные системы, пытающиесяобнаружитьобъект.начинается в1975хид»Однако в действительности первые шаги в разработ­F-117**.Считается,чтоистория стеле-технологийг. с началом работ над самолетом фирмы «Лок­ке этой технологии бьши сделаны в Германии в конце Второй ми­ровой войны, когда на рубки немецких подводных лодок сталинаносить радиопоглощающие покрытия*** .с этого момента про -блема уменьшения радиолокационной заметности различных объ­ектов вооружения и военной техники привлекает серьезное вни­мание промышленно развитых стран.Эффективная площадь рассеяния самолета Су-27 для различныхнаправлений падения электромагнитной волны в горизонтальнойплоскости,рис.2.13.проходящейчерезосьсамолета,представленанаВследствие сложной формы объекта для его ЭПР харак­терны существенные флуктуации значений при очень малом изме-• Уфимцев П.Я Теория дифракционных краевых воШI в электродина­2007.

366 с.•• Лагаръков А.Н, Погосян МА. Фундаментальные и прикладныепроблемы стеле-технологий // Вестник РАН. 2003. Т. 73. № 9. 848 с.••• Алексеев А.Г, Штагер Е.А., Козырев С.В. Физические основытехнологии STEALTH. СПб.: ВВМ, 2007. 284 с.мике. М.: Бill-IOM. Лаборатория знаний,562.6.Основы стеле-технологийо180°Рис.2.13. Диаграммы ЭПР:-- -моделисамолетаСУ-27;самолета с уменьшенной радиоэлектронной замет­ностьюнении углов падения электромагнитной волны. Такая картина обу­словлена явлением дифракциии последующейинтерференцииэлектромагнитных волн, отраженных от различных частей самолета.На практике разработчиков интересуют значения ЭПР, усред­ненные по относительно небольшому диапазону углов, посколькуиз-за неизбежных колебаний траектории полета именно средниезначения определяют уровень сигнала, обрабатываемого в прием­нике.

Задача стеле-технологии заключается в максимально воз­можном уменьшении ЭПР самолета. Например, качественный ска­чок в боевых возможностях самолета возникнет в том случае, есливместо ЭПР, изображенной на рис.2.13сплошной линией, будетполучена ЭПР, показанная штриховой линией.Стеле-технология включает в себя следующие основные направ­ления: теорию дифракции на сложных телах, разработку и исследо­ваниерадиопоглощающихматериалов,технологиюнанесенияпо­крытий и, наконец, радиофизический эксперимент, используемый дляконтроля в каждом из перечисленных направлений.Изготовление объектов по стелс-технолоmи начинается с ма­тематического моделирования рассеяния электромагнитной волнына объекте, радиолокационная заметность которого должна быть572. Методы измерения и расчета вторичного излучения РЛЦснижена.

Характеристики

Список файлов книги