Радиоэлектронные системы Основы построения и теория. Справочник . Под ред. Я.Д. Ширмана (2007) (1151789), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Координаты целей и скорости их изменения складываются из детерминированных и случайных составляющих. Компоненты скоростей случайных порывов ветра [2.!32! формируются с помощью генераторов некоррелированного шума (рнс. 8.36) и динамического элемента с характеристикой К„, „,(Р), соответствующей метеорологическим условиям. Возникающий угол р =р(г) между векторами скорости цели относительно воздушной массы и местности отрабатывается пилотом (автопилотом) с учетом инерционности последних и цели, моделируемой элементом с характеристикой К„„(Р). Угловое отклонение курса (крена, тангажа) а(г) определяет флюктуации эффективной площади цели.
Моделирование маневра целей становится специальной задачей. чи) ФО аи) «О) Рис. 8.36 Моделирование обратного вторичного излучения роторов целей [2.55, 2.104, 2.116, 2.120, 2.131, 2.132, 2.1561. Простейшая модель турбины, вентилятора и т.п. цели (рис. 8.37) состоит из вращающейся совокупности пластинок. ч=О,...Ф-1. Напряженность электрнче- ® 0 ского поля отраженного сигнала определяется выражением Гн-~ Е(!) в КЕ~ ~ О, Елзкк ~), Рнс. 8.37 н=в где д =е (ч)- удвоенный фазовый путь от расчетных центров цели и ротора. е= — (к н-р ) к,к„==н 0,0о,— ч)к 4я2 Здесь К„ — радиус-вектор центра цели относительно РЛС, рг — радиус-вектор центра ротора относительно центра цели, Ов — угол атаки цели н К,, — единичный о вектор направления прихода волны на пластинку. Вклады пластинок рассчитываются для каждого произвольного единичного вектора К„ н его направ- о ляющих косинусов в системе координат ч -й пластинки: Нп — Л„ч з)п — Я, 2 2яа о 2хЬ о т').
т'= Здесь а и Ь вЂ” эффективные размеры пластинок. 8.8.8. Примеры моделирования узкололосного вторичного излучения Относятся к облучению неподвижной цели узкополосными (элементы цели не разрешаются) и широкополосными (элементы цели разрешаются) сигналами. На рис. 8.38,а,б приведены промоделированные гистограммы эффективных площадей самолета-бомбардировщика Ту-16 и крылатой ракеты АЛКМ при узкопо- 126 О,О4 Рис. 8.38 !,О ОЗ ОЯ 0,4 оэ о -0.2 а) б) Рис. 8.39 Рис.
8.43 4мпр'а" 2р,'К 2.С'„(г-- -' )е с Рис. 8АО 126 поеном облучении. Гистограммы аппроксимируются экспоненциальным законом распределения в первом случае и логнормальным во втором (см. равд. 13.2). О 1 «!Г 0 0,5 ! 1,5 2 2,5 3 3,5 4 а) 0 0.5 ! !.5 2 23 3 б) На рис. 839 показаны кривые коэффициентов корреляции отраженных сигналов при облучении цели протяженными импульсами на разных несущих. Их основные лепестки тем уже, чем больше протяженность цели. 8.8.7. Примеры моделирования широкополосного вторичного излучения На рис. 8.40 показаны нормированные огибающие сигналов, отраженных от бомбардировщика, истребителя и крылатой ракеты — их радиолокационные дачьностные портреты (РЛДП, ДП) при колокольном ЛЧМ зондирующем импульсе с шириной спектра 80 МГц.
За счет интерференционных явлений в элементах разрешения наблюдается изменение формы ДП целей с изменением ракурса, в первую очередь для протяжен- ных целей. Это можно видеть по ДП, полученным для ракурсов: а = 15', для а + О,1' и для а 4. 0,2'. Расширение полосы частот существенно повышает информативность ДП целей. Для целей с малой протяженностью их ДП сужаются. Результат расширения полосы для самолета МиГ-21 до 200 МГц иллюстрируется на рис 8.41.
По сравнению с ДП на полосе частот 89 МГц (рис. 8.40) ДП детализирован. Детализация проявляется и для ДП модели самолета большего размера типа В-52 при полосе частот 160 МГц (рис. 8.42). -20 -10 0 10 Гдп,м -!О 0 !О 20 Гдп,м Рнс. 8.41 Рне.
8.42 Винтомоторная группа (ВМГ) влияет на ДП. Это проявляется при наложении ДП, когда при стабильных отражениях от корпуса самолета отражения от лопаток изменяются от экспозиции к экспозиции, Положение ВМГ может служить дополнительным признаком распознавания. ДП самолета Ту-16 при полосах частот 80 МГц (рис.
8.43,а) и 200 МГц (рис. 8.43,6). ОО -!О а 50 Гдтм -2О -5О О 5О тяп,» Изданы первые методика и программы моделирования (2.131, 2.1321. 8.8.8. Проблема построения дальностных портретов при дальнейшем расширении полосы частот Дальностные портреты рис. 8.40-8.43 строились без учета перехода к «разрешению подэлементов цели». При расширении полосы частот более 200 МГц решение задачи усложняется. Подэлементы У(!) в (8.62) станут откликами устройств обработки не на дельта-функцию, а их откликами на интегральные отражения от совокупностей зон Френеля, облучаемых этой дельта-функцией.
В пренебрежении детализацией затенений степень усложнения можно снизить, исходя из фурье-преобразований. Переходя от непрерывных спектров к дискретным, можно приближенно свести комплексный сверх- широкополосный ДП вида (8.62) к весовой сумме комплексных более узкополосных ДП. Так, вместо тите О! э У(г- --' — )е ' в (8.62) с общим весовым с множителем можно ввести Здесь У„(!) — комплексная амплитуда парциального подэлемента блестящего элемента с суженным частот- ным спектром, й — его номер, (ов- его несущая частота. Комплексный ДП (8.62) заменится тогда весовой суммой аналогичных, но отличающихся ДП (модифицированных котпокектов).
Детализацию затенений подэлементов блестящих элементов можно проводить в форме поправок. Однако амплитудных данных табл. 8.2, 8.3 без фазовых данных, может быть недостаточно. Фазовые данные 10.3, 7.13] могут уточнять расчет, 8.9. Объемно-распределенные вторичные излучатели К объемно-распределенным относятся вторичные излучатели в виде капель воды, снежинок, насекомых, птиц, свободных электронов ионосферы и т.д. 8.9.1. Некогерентное, когерентное и частично-когерентное рассеяние Некогерентное рассеяние соответствует случаю, когда вторичные излучения элементов объемов возбуждаются независимо друг от друга и складываются со случайными фазами, так что их средние эффективные площади неразрешаемых вторичных излучателей по (разд.
8.7.3) суммируются. Единичные объемы характеризуют их усредненной удельной эффективной пзощадью Ч попо (8.66) где по — число вторичных излучателей в единице объема (их концентрация). Эффективная площадь разрешаемого объема К определяется выражением по = 71 Р' = п, ое, (8.67) где п„=пои — число вторичных излучателей в разрешаемом объеме. Гидроиетеоры (туман, облака, осадки) характеризуются числом частиц различных размеров (диаметров) от д,„до д,„в единице объема по(д)) 10.7].
Для удобства расчетов иногда вводят коэффициент отражасиости (0.7, т.1, 2.27] в „ 7 = У Лг;д! = 1)по(д )д ак) (м 1м ]. в„,„ Удельная ЭП гидрометеоров с учетом (8.26) и (8.67) составит 7 т1= — — 7 (м!м]. (8.68) Л в+2 Для водяных частиц и мокрого льда з)/7 = 0,91...0,93, а для сухого льда т)/7 = 0,18 м'/м'. Когда интервалы между элементарными вторичными излучателями малы по сравнению с длиной волны Л, наблюдают когерептное рассеяние. Промежуточный случай соответствует частично когерентнолгу рассеянию. Когерентное рассеяние предполагает направленность вторичного излучения (в пределе зеркальное отражение) и резкое ослабление излучения вне узкого сектора.
На волнах метрового и дециметрового диапазонов частичная когерентность отражений от ионосферных образований выражена еще слабо. Ее учитывают, вводя в (8.67) множитель величиной около 0,5. Рассеяние часто сочетается с поглощением (см. разд. 11.3) в гидрометеорах, дипольных отражателях, атмосферных газах, неоднородностях и т.п. Неучет поглощения приводит к авиакатастрофам 12. 147].
8.9.2. Рассеяние на гидрометеорах Относится к некогерентному рассеянию. Туманы н облака. Содержат взвешенные и перемещаемые потоками воздуха капли воды или ледяные кристаллы. Пределы значений отражаемости облаков и туманов над сушей в сантиметровом диапазоне волн приведены в табл. 8.4. Таблица 8.4. Отражавмаспвь 7 облаков и туманов аад сушей в саппшлгетравалг диапазоне Над морем размеры частиц воды в облаках на 30%больше, чем над сушей (2.10]. Верхняя граница туманов от десятков до 250-300 м.
Вертикальная протяженность облаков от 100... 200 м до 14...16 км, а горизонтальная от единиц до сотен километров. Распределение отражаемости облаков и туманов Квчево. по высоте в теплое ложлсвыо время года приведено для средних широт на рис. 8.44 слово1 о- 12.27]. Преимущественно сфериче- 7 окая форма капель о воды определяет 1о ~о' вз 1о' . и.~пи' слабость эффекта Рнс. 8А4 деполяризации. Он усиливается с появлением ледяных кристаллов и многократным рассеянием снежных, грозовых и градовых облаков.
Осадки. Отражаемосгь осадков (дождь, снег, град) 10.7, 1т., 2.27, 7,42, 7.43] зависит от их интенсивности у '1мм!ч] и определяется выражением = А.7 ь В умеренных широтах А=200, Ь=1,6 для дождя и А =2000, Ь= 2 для сухого снега. Отражаемость мокрого снега в 6... 1О раз больше, чем для сухого. Для града характерен широкий разброс значений диэлектрической проницаемости, зависящий от его кристаллической структуры и наличия воды на поверхности.
ЭП градин, покрытых пленкой воды толщиной 0,5 мм могут отличаться от ЭП водяных сфер в 10...100 раз и в 1О ... 1Π— от ледяных. Размеры градин достигают 1О... 12 см [7.43]. 127 /7оляризационные свойства осадков обусловлены отличием формы частиц от сферической и степенью хаотичности их ориентации в разрешаемом объеме. Экспериментальные оценки поляризационных параметров некоторых типов осадков приведены в табл. 8.5 [7.60]. Таблица 8.5.
Экспериментальные оценки паллриза- цивнных пара.петров осадков Обозначения к таблице: г„, гя н гп, — отражаемостн на горизонтальной, вертикальной н кроссовой поляризациях, р„ коэффициент корреляции отражений на горизонтальной н вертикальной поляризациях. см — удельный набег разности фаз между сигналами горизонтальной н вертикальной поляризаций на километр пути распространения волны в осалках.
8.9.3. Рассеяние дилольными отражателями Дипольныв отражатели (ДО) (разд. 6.4.6) используют в качестве пассивнык помех [6.2, 2.94]. Рассеяние от совокупности ДО нгкоггргитцог. ЭП одной раскрывшейся пачки ДО от 100...200м (прицельные по частоте ДО) до 30...50м' (широкополосные ДО). О поляризационных свойствах одиночных ДО см. в разд.
8.5. Размеры облака из одной пачки ДО в вертикальной (горизонтачьнай) пвоскости составляют: ° 0,8...1 км через 5 мни после сброса; ° 1,6...2 км через ! 0 мин после сброса. Скорость снижения облака ДО: ° 2...3 м/с на высотах 15..25 км; ° ! ...2 м/с на высотах 5..15 км; ° до 1 м/с на высотах более 5 км.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
