Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Наиболее полно эта несферичность выявляется при использовании приемной антенны достаточно большого размера. Она обеспечивает возможность углового разрешения целей, а иногда их элементов. ( а оз >ог 0 ° Л!2 су = сопзг Рнс. 8.32 Для антенн, неспособных разрешать элементы целей, участки падающих волн сводятся к плоским. Единичные векторы, ориентированные в сторону убывания фазовых запаздываний, соответствуют выражениям вида -8гас( г!г! (8гас! г!г!.
Они определяют направления на кажущиеся источники вторичного излучения. 8.7.5. Кажущийся центр вторичного излучения при неразрешаемых элементах цели Кажущаяся дальность до цели с неразрешаемыми элементами определяется выражением сгсиг2 = (4к) с(с(гфс(г)о. Кажущийся центр вторичного излучения цели, наблюдаемой из произвольной точки пространства, располагается в направлении единичного вектора -8гас)с!о'!8гас(с!г! на расстоянии сгпгг2.
Он обусловливается вектором -(4к) с(агг!ггс1г)о 8гас!гф!8гадг!г), определяемым зависимостью цг = с!г(г,Я 12.12, 2.28]. Для двухэлементного вторичного излучателя (рис. 8.13) кажущийся локационный центр расположен на прямой (рис. 8.32), соединяющей систему излучателей ! и 2, и смещен в общем случае относительно геометрического центра системы. Смещение кажущегося центра от геометрического определяется вектором а = 1(сг2 — о1)г2оц.
(8.60) Здесь 1 = 11 — вектор, ориентированный от первого из- о лучателя ко второму, длиною 1, равной расстоянию между ними; оц — эффективная площадь (8.33) группового излучателя. При о2 = ог и оц и 0 смещение отсутствует. При оз » аг или аг» аз значение !а! = ц~1!г2, т.е. центр совмещается с доминирующим излучателем группы. Возможен вынос центра вторичного изпучения за предегы изпучаюгцвй систелгы. Так, при отношении озгог = 4 минимальное значение эффективной площади группового вторичного излучателя составляет оцы„=4огп-аг — 2 (чогог =ог Оно соответствует выносу центра вторичного излучения )а!гцох =!(4ог — ог)!2пг = 1,51 за пределы излучающей системы на длину группового излучателя !а!гцох — 0,5! = 1. 8.7.8. Угловые, дальностные и доплеровские шумы цели Наблюдаются в системах сопровождения целей по угловым координатам, дальности и радиальной скорости при не очень высоком разрешении.
Вьпываются блужданиями локационных центров вторичного излучения целей по угловым координатам и дальности при изменениях ориентации относительно линии визирования. Связаны с неточечным характером целей. Разрешение элементов цели (переход от рис. 8.30,б к рис. 830,в, г наблюдается, если продольный размер цели превышает с2П=Л12, где Л= с I П - длина волны, соответствующая полосе частот.
Рассмотренные же выше интерференционные явления, приводящие к образованию рассматриваемых шумов цели„возникают, когда размеры целей превышают уже Л2, где Л= с /Г -длина волны, соответствующая несущей (средней) частоте 4. С расширением полосы частот шумы цели могут ослабевать.
Наиболее значительны рассматриваемые шумы в случае групповой цели. Для одиночных целей они особенно существенно сказываются в условиях блгокней радиолокации (радиовзрыватели, головки самонаведения ракет и т.д.). Угловые и дальностные шумы возрастают при этом с приближением ракеты к цели, пока не наступает разрешение. 8.8.
Экспериментальные и расчетные методы определения характеристик вторичного излучения 8.8.1. Характеристики вторичного излучения К оцредеяявчым характеристикаи впгоричного излучения относят: ° значения эффективных площадей, элементов поляризационных матриц на отдельных фиксированных частотах; ° характеристики обратною вторичного излучения и направленности вторичного излучения при многопозиционном приеме; ° отклики целей на импульсы, имеющие широкие полосы частот и различные несущие частоты; ° модуляционные, флюктуационные и другие статистические характеристики.
Наряду с экспериментальными методами получения перечисленных характеристик рассматриваются расчетные. Они постепенно принимают вид компьютерного моделирования вторичного излучения реальных целей в процессе движения (полета воздушных целей). 8.8.2; Экспериментальныв методы определения характеристик вторичного излучения Подразделяются на методы натурных измерений и масштабного физического моделирования. Методы натурных измерений.
Охватывают методы динамических и статических натурных измерений. 119 Диначические характеристики снимают в процессе реальных полетов с использованием штатных илн измерительных локаторов. Статические характеристики снимают на испытательных полигонах. Объекты подвешивают на достаточной высоте относительно поверхности Земли с помощью кранов и диэлектрических слабо отражающих шнуров либо устанавливают на диэлектрических слабо отражающих (например, пенопластовых) колоннах, закрепленных на поворотных устройствах. Примерные характеристики обратного вторичного излучения транспортных самолетов для длин волн 7=0,1 м н 2. = (3...5)м представлены на рис. 8.33,а, б.
о„, ЛБ Суе, ДБ б) Рнс. 8.33 Таблица 8.1. Усредненные зффекпшвиые площади радиолокационных отражателей з о„, лз Радиолокационная цель Корабль водоизмещением 1О" т 2.104 10"...3.10' Средний корабль водоизмещением 3. Ц)з Гдз т 250...50 Малые корабли водонзлзещеннелз 200...60 т 140...35 Подводные лодки в надводном положении Транспортный самолет, дальний бомбардировщик 100...20 30...5 6 Средний бомбардировщик 30...5 7 Бронетранспортер 20...15 8 Тягач тяжелый 9 Тяжелый истребитель 10 Танк 10...5 9...6 8...6 11 Автомобиль 5...2 12 Легкий истребитель 1,2...0,5 13 Человек ().
= 3 слз) 14 Рубка подводной лодки 1...1О з 15 Крылатая ракета 1 102 16 Стая птннЛ попадающих в разрешаемый объем РЛС 17 Головка баллистической ракеты ! 8 Голубь (Б = 3 слз) 1 ... 1 0 10 з...ГО ' 6 10 '...10 ' 19 Пчела рабочая (2 = 10...0,8 слз) Примерные значения усредненных эффективных плошадей различных радиолокационных отражателей представлены в табл. 8.1 !0.7, 2.12, 220, 2.951.
Методы масштабного физического моделировании. Возможны как электродинамнческое, так н акустическое моделирование. Электродиначическое моделирование проводят на полигонных установках, аналогичных используемым при натурном статическом моделировании, нли в безэховых камерах. В последнем случае уделяется серьезное внимание формированию плоского фронта волны в окрестности модели, с использованием специальных коллиматоров в частности, Акустическое .чаделирование проводят в испытательных бассейнах, в первую очередь в интересах гидролокации.
Применительно к радиолокации оно дает сравнительно грубые результаты, поскольку поляризационные эффекты не учитываются. Характеристики проводящих электродинамических, а также гидроакустических моделей воспроизводят характеристики проводящих реальных целей, если выполняются условия подобия /ц//м =)лц/Лм =З/пц/пм =/ц// (861) Условия (8.61) связывают; а) геометрические римеры цели /ц, и модели /м; б) длины волн )лц, )ллз рабочих и моделируемых колебаний; в) соответствующие эффективные площади оц, ом (элементы полярнзационных матриц); г) длительности интервалов /ц, /м во временных откликах. Первая из связей (8.61) характеризует потребный размер модели; вторая — позволяет пересчитать эффективные площади (элементы поляризацнонной матрицы) модели в соответствующий параметр цели.
Связь (8.61) позволяет подсчитывать импульсные отклики (импульсные характеристики) целей. 8.8.3. Расчетные методы и компьютерное моделирование Расчетные методы вызывают интерес вследствие сложности получения широкого набора экспериментальных данных и расхождений результатов, получаемых различными экспериментальными методами. Высокая точность решений пока обеспечивается только для простейших вторичных излучателей. Но приближенные расчетные методы постепенно развиваются. В особенности это касается наиболее распространенных случаев вторичного излучения объектов, когда размеры нх элементов много больше длины волны ).. Приходится следить за тем, чтобы отказ от учета резонансов отдельных элементов (одного порядка с длиной волны) не снижал точности проводимых расчетов.
Расчет выливается в .чатематическое моделирование на ЭВМ процесса вторичного излучения . Из методов моделирования наиболее простым является метод простейзних ко.чнонеитов, когда элементы цели заменяются детально неразрешаемыми компонентами, для которых имеются точные нли приближенные решения задач дифракции. Моделироваться могут как статические, так и динамические характеристики вторичного излучения с учетом разрешения и поляризационных особенностей элементов цели. Первые такие модели уже изданы !2.1321, принципы моделирования описаны в [2.1311 и ниже. 120 В.В.4. Приближенный расчет по иетоду простейших компонентов На рис.
8.34 показаны: системы координат ° наземного радиолокатора ОалХУх; ° воздУшной цели Оцг1)1,; ° местная Очкчучгч, относящаяся к ч-му элементу цели; углы ° б-азимут и е — угол места цели в системе координат радиолокатора; ° 1у, В и у в углы курса, тангажа и крена в системе координат цели. Рис. 8.34 Камачексная амплитуда радиолокационного сигнала 4 'а" и 2 ТКО О кров Х(г)=в„", 1) А;(К )(,1(г- ' )е ' в„,„.
с 1 (8.б2) О Здесь А,(К ) — поляризационная матрица рассеяния 1'-го О отражающего элемента цели; К вЂ” единичный вектор падающего поля; впеа и впв — поляризационные векторы падающей на цель волны и приемной антенны; 11' — число блестящих отражателей; У(г) — комплексная амплитуда сигнала на выходе устройства оптимальной обработкиего отклик на дельта-функцию при ие слишком широкополосном сигнале; р; — радиус-вектор фазового центра 1- го отражателя; Я =0,23Я, где Д, (в дБ) учитывает возможное затухание в радиопоглощающем материале, прикрываювцем Рй блестящий элемент; Я вЂ” несущая частота; с — скорость света в свободном пространстве.
О Единичный вектор К имеет в системе координат радиолокатора составляющие сове сов!), сове 5!и!3, япе, а в системе координат цели определяется выражениями: о !) о о „Ко)~' =Н(1!/„В,у)!)Сове сов!3 со55 51пя!! Здесь Н(1у, 8, у) — это матрица вида совЧ1сов В -совгв)пВсовт+в!пц1$!пт сов!1$!п8$!от+в!пЧ1совГ 51ПВ соввсову -сов8$!пу -в!пя1совВ совув!от+5)пЧ15)пВсову совусовт-в!пЧ15)п85!пу Учет особенностей цели. Поверхность цели аппраксимируют на основе ее чертежа совокупностью участков поверхностей г,Д, 1), Г) = О, преимуществен- но второго (табл. 8.2), но не только второго порядка (табл.
8.3). Объекту ставят в соответствие точки поверхности ч (ц = ), 2, ..., и), которые лежат внутри ограностей рис. Кромки крыльев, киля и стабилизатора задаются клиныьчн, параметрами каждого из них ЯвлаотсЯ Длина и Угол в Г,(1» уь $1) Гв(хъ у1, 51) радианах (п. 4, табл. 8.3). Рис. 8.35 Изломы на стыке поверхностей второго порядка аппроксимируются клиньями с изогнутыми ребрами с заданными радиусами кривизны и их внешними раскрывами (п. 5, табл. 83). Положение воздухозаборников двигателей задают координатами центров входных отверстий. Учитываются параметры двигателей: форма поперечного сечения воздухозаборннка, его глубина; число, форма и размеры лопаток компрессора. Кромки воздухозаборника аппраксимируют частями тора или тонкими клиньями (пп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
