Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Средняя отражательная способность местности зависит от рельефа (наклона наблюдаемой площади относительно направления облучения). С увеличением угла наклона удельная ЭПР растет. Этим объясняется большее отражение от неоднородностей рельефа местности и кромки леса со стороны облучения. Вследствие различия коэффициентов отражения в радио и оптическом диапазонах волн контраст (отличие мощности отражения) различных участков местности (лес, кустарник, степь, сельскохозяйственные угодья) в РСА не всегда соответствуее контрасту на фотоснимке. Модель РСА $ Палица 4.1.
Ориентировочные значения удельных ЗПР кроны деревьев 1,2 Вода пресная песок, оесон Лес ГГ, ВВ гюал $с =.$,о с$$$ ГГ ВВ ° ! ! Ф ° ! ° ЩАДЯ ~~$$ИИШФПППП . иияии~аии~яии~ши ~2~$~яии~~ ~ши~йии~ШИи~яШа ИШ~$~ШИ~~ ~ШИ~~ ~ ~ШИ~ЯИи~йии ~яии ИИЯИИ~~ПИИ~ПИИ ~аии~ши~яии ~ДИИ ОПИИ~ ииаии ~ЯИи~яИИ ~ЯИИ~ПИИ~~ ~Ши~пии~пии~аии ! ~~~ЯИИ~ПИИ ° ияии~аии~~ши ~ОПИИ~~ ~ши~пшп~пии~аии ~ШШП~$$ИИ~$$ИИ~ ~ПИИ~ПШ$~~ ~$$ИИ~ИИИ ~$ши~аии ~ИИИ ~~ПИИ~ЗИИ ~ЯИИ ОПИИ~ ~$ии~пии~ашп ° ° ' ° ° !. Ф$ $ ! ° ! ! ° ° ! «н ! ! $ ! Ф Ф Ф Ф Р Ф ! ' ! ! ! $! $$ ! ° ° $$ $! ! ° ° ° ! ° ° ! ° ° ! Ф ° ° $$! ! !!!! ! ! $ ° ' ! ° ° ° ° ! ° $ °, ! $я ' ° н ! ! ° ' ' ° ° '.
° ! ° ! ' ! ' ! ° ! $' ° ° ° ° ! ° ! ! ' $ ° ° ° $ ° ° ! ° $" ° ° ° ° ° ° 1$, ° $! ° ° ° ° ° ! ° ° Глава 4 можно оценить формулой 0,005%'', где % — скорость ветра, м/с. Зави- снмость спектра частот отраженного сигнала от скорости ветра для Х = 3 см представлена на рнс. 4.4,а. Спектральная плотность ! Б($') = 1+ (т'/М) Для скорости ветра 5...7 м/с функция отражения от леса имеет полосу частот порядка 9 Гц. В зависимости от скорости ветра изменяется соотношение когерентной Р„и некогерентной Р„составляющих мощности отраженного сигнала леса (рис.
4.4,6). лг,гн 40 вк. ль Рн 20 15 0 2 4 б 8 !О 12 %,и/с О 2 4 6 8 1О 12 %,и,'с а) о) Рис. 4.4. Зависимость спектра (а) и отношения когерентной и некогерентной составляющих мощности (6) отраженного сигнала леса от скорости ветра В случае разрешения отдельных точек объекта задается ЭПР каждой точки. Так, у фронтового истребителя (усредненные значения для различных самолетов) нос фюзеляжа имеет ЭПР 0,04 и, воздухозаборник — 2,5 м~, 2 задняя кромка крыла — 0,08 и, задняя кромка стабилизатора- 0,0б м, Для снижения ЭПР (маскировки) объектов используются радиопоглошаюшие покрытия, типовое поглощение которых составляет 15...25 дБ в сантиметровом диапазоне. Таблица 4.3. Средние ориентировочные значения ЭПР объектов Объекты с размерами, меньшими элемента разрешения, например объекты военной техники, сооружения, отдельные элементы местности, линии электропередач, формируют изображения в виде отдельных точек.
Средние ориентировочные значения ЭПР и таких объектов представлены в табл. 4.3. Модель РСА Временные характеристики функции отражения объекта с гладкими неоднородностями определяются случайными движениями его отдельных частей (зеркальных точек) и объекта в целом, а также случайным изменением за время синтезирования ракурса облучения (наблюдения). Время когерентности (интервал корреляции) функции отражения для неманеврирующего самолета т„=0,1...0,3с, для движущегося танка т„= 0,2...0,3 с .
В качестве иллюстрации на рис. 4.5 представлены особенности функции отражения (амплитуды) различных объектов. Пересеченная местность имеет функцию отражения типа нормального случайного процесса с плавно изменяющейся дисперсией. У водной поверхности дисперсия резко уменьшается.
Обрывистый берег реки имеет значительно большую дисперсию со стороны облучения. Дерево в степи дает всплеск дисперсии и тень. Функция отражения степи в области тени резко уменьшается. Объект с гладкими неоднородностями имеет функцию отражения в виде нескольких зеркальных точек. При этом по контуру объекта экранируется отражение от подстилаюшей поверхности (тень объекта на фоне степи). Кромка леса со стороны облучения дает всплеск отражения, а с противоположной стороны — тень, размер которой определяется высотой деревьев и углом облучения. Рне.
4.5. Функция отражения пересеченной местности Дециметровый дшшиэон (1=60...90см). В этом диапазоне по сравнению с сантиметровым начинаются резкие изменения свойств функции отражения, так как геометрические размеры неоднородностей поверхности и внутренней структуры большинства объектов становятся 77 Глаеп 4 меньшими или соизмеримыми с длиной волны. Рассеяние от мелко- структурных поверхностей (ВПП, степь) имеет зеркальный характер, и удельная ЭПР при малых углах облучения резко падает (см. табл. 4.1). Коэффициент отражения от ровной поверхности, например «степь, зеленая трава», возрастает с увеличением угла падения.
Изображение таких поверхностей малоконтрастное и низкой интенсивности. Практически нет контраста изображений ВПП вЂ” степь — водная поверхность. На этом фоне наблюдаются отдельные точки, обусловленные отражениями от более крупных неоднородностей, например неровностей рельефа степи (ямы, канавы, бугры и т.п.). Для степи число таких точек составляет 25...45 на 1 км~, при этом ЭПР точек больше ЭПР фона (о»аф ) примерно на 10...15 дБ.
Так как шероховатость таких неровностей рельефа мала по сравнению с длиной волны, то они имеют функцию отражения типа зеркальной точки со стабильным фазовым центром. Аналогично приближаются по свойствам к зеркальным точкам и функции отражения отдельных элементов (столбы, отдельные деревья, домики, линии электропередач и т.п.). Наличие таких зеркальных точек в функции отражения стационарного случайного поля изменяет пространственное распределение ЭПР от экспоненциального к логнормальному. У элементов, размер которых соизмерим с длиной волны, ЭПР значительно возрастает в результате резонансного характера переотражения. Например, кукурузное поле с высотой растений и расстояниями между рядами порядка длины волны имеет удельную ЭПР на 1 — 2 порядка больше, чем в сантиметровом и метровом диапазонах. Наблюдаются участки местности с обратным контрастом по сравнению с сантиметровым диапазоном.
Так, мелкий кустарник на сухой почве дает меньшее отражение, а болотные кочки с редкими деревьями — большее отражение по сравнению с окружающим лесом, тогда как в сантиметровом диапазоне этот контраст был обратным. Излучение этого диапазона проникает сквозь листву, отражаясь от крупных сучьев и стволов. Поглощение электромагнитных волн в листве деревьев равно О,!2 дБ/м, т.е. в 1О раз меньше, чем в сантиметровом диапазоне.
При вертикальной поляризации поглощение больше примерно в 2 раза. Изображение лесного массива приобретает более детальный характер, так как наблюдаются объекты (малые поляны, лесные дороги, объекты техники и т.п.), ранее затененные листвой.
Наблюдаются водные поверхности (болота, озера, разливы рек), скрытые листвой (трава, кустарник). Объекты техники в дециметровом диапазоне в большинстве случаев увеличивают ЭПР (см. табл. 4.3), что обусловлено увеличением зеркальной и резонансной части отражения. 78 Модель РСА Временные характеристики функции отражения более стабильны, чем в сантиметровом диапазоне. Так, интервал когерентности траекторного сигнала неманеврирующего самолета и движушегося автомобиля порядка т„= 1...2 с .
Радиолокационное изображение объектов в дециметровом диапазоне характеризуется в целом как стабильное, состоящее из отдельных точечных структур на малоконтрастном фоне. Метровый дипппзон (Х = 2,5...3,5 м ). Радиолокационное изображение объектов в этом диапазоне характеризуется дальнейшим усилением отражения от более крупных неоднородностей и практически полным подавлением фона, т.е. отражений от мелкоструктурных неоднородностей (степь, пашня, кустарник, дороги, ВПП). Значительно увеличивается ЭПР и контраст металлических сооружений (мачты, башни, дома).
Резко выделяются крупные неоднородности местности и искусственных сооружений (обрывы рек, кварталы домов). В лесу хорошо видна структура полян, отдельных групп деревьев, объекты в лесу. Размеры объектов военной техники (танки, самолеты, РЛС и т.п.) становятся соизмеримыми с длиной волны, что изменяет характер рассеяния электромагнитной волны. Решаюшую роль начинают играть резонансные явления, а также ползущие и бегущие волны.
Это вызывает увеличение обратного рассеяния. Общий вид радиолокационного изображения в метровом диапазоне волн можно характеризовать как отдельно расположенные зеркальные точечные отражатели, соответствуюшие элементам крупных неоднородностей земной поверхности и сооружений, а также объектам техники. Итак, в заключение анализа характеристик функции отражения объектов отметим, что принятие той или иной модели зависит от конкретных условий работы РСА (длины волны, поляризации, углов наблюдения и облучения, разрешаюшей способности и т.п.) и от решаемой задачи (обнаружения, измерения координат, селекции движущихся целей и т.п.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
