Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации (1970) (1151796), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Поэтому представляет интерес зависимость их эффективной поверхности от ориентации в поле первичной волны. Полуволновый вибратор является антенной направленного действия. Его диаграмма направленности соз — з1п О ~ 2 Р (О) = = сов О, где Π— угол наклона вибратора в плоскости поляризации вектора Е„ (рис. 2.5, а). Эта диаграмма оказывает влияние как при приеме, так и при излучении.
В результате амплитуда поля обратного вторичного излучения уменьшается в Р'(О) раз, а эффективная поверхность а(0) — в Е4(0) раз, т. е. о (0) = о, соз' О. (4) Аналогичная зависимость, причем уже совершенно точная, имеет место, когда вибратор располагается в плоскости фронта падающей волны, а угол О является углом поляризации (рис. 2.5, б). В общем случае несовпадения вектора Е„с продольной осью вибратора зависимость его эффективной поверхности от угла 0 также выражается формулой (4).
При 0 = О эффективная поверхность максимальна, а при О = л/2 она равна нулю. Поскольку угол О является случайной величиной, принимающей любые значения от 0 до л/2, интересуются средним значением Г(6)=саз9 Рис. 2.5 Пояснение зависимости о(О) = ое соз4 О за счет диаграммы направленности Р(О) (а) и угла поляризации (б) полуволнового вибратора 37 э 2.5 а) Рис. 2,6, К выводу формулы 1(5), $ 2.51 эффективной поверхности л!г .= 1 .~о)р(О1~8.
о Каждому значению О соответствует произвольное положение вибратора вдоль образующей конуса (рис. 2.6, а). Поэтому вероятность р(0)дО численно равна отношению площади заштрихованного кольца на полусфере единичного радиуса (рис. 2.6,б) ко всей площади полусферы р(0) дО= =д( — соз 0). 2Л Отсюда й/2 о = о„~ соз' Од ( — соз 0) = — и,, в=о 5 или окончательно о =0,17Лв =О,1? (21)' Найденная величина о используется при расчетах необходимого количества дипольных отражателей для создания пассивных помех заданной интенсивности.
В соответствии с результатами ~ 2.3 среднее значение эффективной поверхности п дипольных отражателей, сброшенных в разрешаемый объем пространства, будет равно о„= по. (6) Среднее значение эффективной поверхности полуволнового вибратора, как и максимальное, является функцией отношения Г~Л. При малых расстройках эта зависимость аналогична приведенной выше. При 1 = Л, ЗЛ/2, 2Л и т. д. также наступает резонанс, но в этих случаях меняется вид диаграммы направленности. Поэтому при исследовании характера вторичного излучения вибратора в диапазоне длин волн интересуются поведением среднего значения о в функции 1Я.
Ход соответствующих кривых качественно 38 $2Л Рис. 2.7. Характер зависимостей среднего значения аффективной поверхности обратного вторичного излучения вибратора от Х т (а) и ) (б) иллюстрируется на рис. 2.7, а, б. Первая из них характеризует поведение о вибратора постоянной длины в диапазоне длин волн. Вторая показывает, как меняется о вибратора при изменении его длины. Обе кривые имеют осциллирующий характер, Их начальные участки (1 ~~ Ы2) соответствуют области релеевского закона рассеяния.
Связь кривых определяется тождеством о/У = (1~Х)'(о/Р). Резонансный характер вторичного излучения при 1 = Х имеет место и для других тел: эллипсоида, шара и т. д. ф 2.6. Методика приближенного анализа вторичного излучения плоских и выпуклых тел, размеры которых значительно превышают длину волны Для выяснения характера вторичного излучения в рассматриваемом случае ограничимся телами с гладкой проводящей поверхностью, на которой наведенные токи и заряды в диапазоне сверхвысоких частот можно считать поверхностными. Расстояние г между радиолокатором и целью по-прежнему будем полагать достаточно большим по сравнению с линейными размерами тела и длиной волны Х, так что первичную волну вблизи облучаемой поверхности можно считать плоской и однородной.
Данный случай представляет особый интерес, так как поверхности реальных целей (самолетов, кораблей, танков), как правило, металлические, а их размеры намного больше длины волны. Поле вторичного излучения можно рассчитать по распределению наведенного тока на облучаемой поверхности, рассматривая каждый ее элемент как элементарный вибратор и применяя принцип суперпозиции к излучениям отдельных элементов. Поскольку точный анализ распределения наведенного тока затруднителен, задаются приближенным распределением. Последнее довольно просто определяется в предположении, что поверхность является плоской э 2.6 39 — >"о Рис.
2,8. Пояснение гранич- Рис, 2,9. К выводу формулы ного условия )(2), ~ 2.6) ((4)> ~ 2,6) Ь=(п, Н), (1) где Н вЂ” вектор напряженности магнитного поля и и — единичный вектор нормали к соответствующему элементу освещенной поверхности. Указанное граничное условие иллюстрируется рис. 2.8, из которого видно, что нормальные составляющие магнитного поля падающей и отраженной волн взаимно компенсируются (Н„= Н пад + Нп птр 0), а тангенциальные составляющие суммируются, так что Н = Нт пад+ Нт отр = Нт = 2Нт пад> откуда Ь = Н = 2Нт пад, или в векторной форме записи !э=2(п Н„„) (2) Поскольку это выражение справедливо для мгновенных значений, оно справедливо и для векторных комплексных амплитуд.
40 в 2.6 или выпуклой с радиусами кривизны р~ ~ любого ее элемента, значительно превышающими длину волны. Поверхность тела можно при этом разделить на две области: обращенную к источнику (освещенную) и противоположную (область тени). Переход из освещенной области в область тени не резок: существует область полутени, связанная с дифракцией волн, что детально исследовано в работах академика В.
А. Фока; в приближенных расчетах, однако, этими деталями пренебрегают. Плотность поверхностного тока в теневой области полагают равной нулю, а на каждом освещенном элементе выпуклой поверхности ее заменяют плотностью тока на касательной идеально проводящей плоскости Рассматривая освещенный участок плоской или выпуклой поверхности и некоторую отсчетную плоскость, нормальную к направлению облучения (рис. 2.9), введем обозначения: го и г — расстояния от радиолокатора до отсчетной плоскости и произвольной точки на освещенной поверхности соответственно; Лг = г — го — разность хода; Нп = Но п„„и Нпа — векторные комплексные амплитуды напряженйости магнитного поля падаюшей волны в отсчетной плоскости и в точке г: Н =Н е-и"/~1~" =Н е-~ ~'л/~>~'. пад о пад и Плотность тока на освешенной поверхности может быть тогда представлена в виде 2 [и Н 1е — н 2л/х) лг (3) Переходя к расчету поля обратного вторичного излучения, выделим на освещенной поверхности элемент длиной д!, шириной йа и плошадью /;5 = Й/ьа, по которому протекает ток Л = 1з//а.
Согласно теории элементарного вибратора поле в точке приема бу- дет 1,/Ь,,о1 Ч [Ьз го[ ДН / ' е-пол/х)~ / ' е — н2л/л) а ~/Я (~() 2а/ 2хг где г' — единичный вектор в направлении радиолокатора. Заменяя !ь по формуле (3) и раскрывая двойное векторное произведение, получим [1 го) — ' 2 [го [и Н [) е-пол/х) ы — 2( п(го Н ) Н (ГО П)) Е Нол/ХЬЛк При обратном вторичном излучении скалярное произведение (г', Н„)=о„соз(л/2) =О, так что [!*, г'1 =2Н„соз(г' п) е — и'л/х1в', откуда и е-//олР>л. е — по /хр дд .н Хт 5 в — 26~ е х сЮ' ~пр Од ага (5) оов 4Ь $ 2.6 где дЯ' = Л соз (г', и) — проекция площадки //5 на отсчетную плоскость.
Заменяя здесь г = го + Ьг и 1/г = 1/го интегрируя по всем источникам на освещенной поверхности н переходя к модулю, находим выражение для отношения амплитуд откуда эффективная поверхность обратного вторичного излучения плоской или выпуклой поверхности, размеры которой велики по сравнению с длиной волны, равна 4л о =-— 12 осв Полученные выражения соответствуют принципу Гюйгенса— Кирхгофа, согласно которому можно рассматривать каждый элемент поверхности как источник вторичных волн, а результирующее поле — как результат суперпозиции элементарных полей с учетом — 1 — 26г 1 фаз (множитель е х ) и амплитуд (множитель — сБ').
В направл ленин радиолокатора налагающиеся волны могут как усиливать, так и ослаблять друг друга. Поэтому поле вторичного излучения больших тел носит, в обшем случае, резко выраженный интерференционный характер, что проявляется тем сильнее, чем больше отношение линейных размеров цели к длине волны. Величина о зависит от формы, размеров цели, ее ориентации относительно направления облучения и длины волны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
