Справочник по радиолокации. Книга 2 (1151799), страница 4
Текст из файла (страница 4)
С появлением космических РСА (ЯК А, В и С; ЕКЬ 1 и 2; Кас1агьа1; Епчка1; ЛЕКЬ-1 и др.) появились сотни статей с данными измерений рассеяния и описанием их радиолокационных приложений. Кроме того. 3Р1 А!КЗАК (бортовая 16.2. Параметры, влияющие на отражение от земной иоверхности Ьо 40 Глава 16. Отражение сигналов от земной поверхности Р-диапазон 50 4О ~ зо л хф 1О $ С~ 16.3. Теоретические модели заемной поверхности и их ограничения сильный отраженный сигнал, чем фон, тем самым искажая статистику таким образом, что распределение Рэлея больше не удается распространить на средний сигнал.
Такие объекты, как деревья, здания, столбы и линии электропередачи„ дают локализованные отражения, которые сильнее окружающего фона. Кроме того, сигнал от поверхности без выступов падает очень быстро при угле наклона цели в пределах нескольких градусов от линии скольжения облучения. Это означает, что влияние небольших локальных склонов может играть весьма значительную роль и в модуляции отраженного сигнала, а не только в затенении. Глава 16. Отражение сигналов от земной иоверхности о~ с сокО до сР х соь28. Поскольку сферические модели являются искусственными„ имеет смысл рассматривать только результирующие закономерности рассеяния. Большинство целей формируют отраженные сигналы, которые обладают более резко выраженной зависимостью от угла падения в некотором интервале, чем сферические модели, хотя лесистые поверхности и другие столь же неровные цели определенной глубины иногда характеризуются столь же медленными угловыми изменениями интенсивности отраженных сигналов.
Так как эти модели неровной поверхности обычно не позволяют объяснить наблюдающееся возрастание отраженных сигналов при углах падения, близких к вертикальному, были предложены другие упрощенные модели, сочетающие в себе эруртл П~аяб~ уът~ ~;1ж~лцл~~~ з~*тъуат~а магг~,отцач~гер1яц ппв~ равттлуапт.цов~ прпедтлу,гъ-, 16.3. Теоретические модели земной поверхности и их ограничения Рис. 16.5. Диаграммы вторичного излучения фацетов при нормальном падении Бесконечный плоский фацет Широкий фацет Узкий фацет Глава 1б. Отражение сигналов от земной иоверхности фацетов различных размеров, формирующих отраженный от земной поверхности радиолокационный сигнал.
Модели на основе законов физической оптики. Теории рассеяния, основанные на применении принципа Кирхгофа — Гюйгенса, разработаны к настоящему времени наиболее детально ~37, 55„57 — 58~. Сущность приближения Кирхгофа заключается в том, что ток, протекающий в каждой точке локально изогнутой (или неровной) поверхности, будет таким же, как и ток, который протекал бы по той же поверхности, если бы она была плоской и касательной к фактической поверхности.
Это приближение позволяет построить поля рассеяния, исходя из предположения, что ток, текущий по различным участкам шероховатой плоской поверхно- 16,3. Теоретические модели земной поверхности и их ограничения Таблица 16.1. Зависимость коэффициента рассеяния от земной поверхности Глава 1б. Отражение сигналов от земной ловерхности в виде И' (К, 0), где К вЂ” волновое число для данной поверхности.
В терминах длин волн на поверхности выражение имеет вид Таким образом, компонент поверхности, который удовлетворяет условию брэгговского резонанса, можно представить в виде формулы Л ==- Х / 2 яв О. (16.8) Это означает„что наиболее важным фактором отражения от земной поверхности является компонент шероховатости поверхности с длиной волны.
Даже если 16.4. Фединг сигналов, отраженных от земной иоверхности обусловлено движением растений и проводов под действием ветра и т,д. Эта флуктуация называется затуханием ~федингом~ радиолокационных сигналов. Учет фединга имеет большое значение для инженера-конструктора РЛС, потому что н до учитывать тот факт, что конкретный образец отраженного радиолокационного сигнала может сильно отличаться от средней величины сР. Таким образом, система должна быть в состоянии справиться с динамическим диапазоном фединга, который может превышать 20 дБ.
Независимо от модели, используемой для описания поверхности Земли, сигналы, отраженные от разных ее участков, оказываются не в фазе. Когда РЛС, об- тт~лт;змъ1утя,о эс мтл~м пкътэае;ьутггу'тт., петерс*ъюопю~ тра лт~агу тх- Глава 1б. Отражение сигналов от земной иоверхности Хотя фактические распределения отличаются друг от друга, лучшего описания относительно однородных объектов пока не существует. При распределении Рэлея 90% диапазона фединга составляет около 18 дБ, поэтому отдельные отраженные импульсы могут находиться в любом месте этого диапазона.
Когда на отражающей поверхности цели имеется один доминирующий элемент (например, металлическая крыша располагается под таким ракурсом, что дает интенсивное отражение), то получающееся распределение амплитуды отраженного сигнала ближе соответствует распределению для синусоидального сигнала на фоне шума. Если интенсивность такого одиночного сигнала значительно превышает средний уровень сигналов, отраженных остальной частью участка облучаемой по- 1б.4. Фединг сигналов, отраженных от земной иоверхности Г~гава 1б. Отражение сигналов от земной иоверхности Пусть импульс длительностью т излучается антенной с шириной луча ~ро. Мы можем упростить задачу с помощью предположения, что участок земной поверхности, облучаемый в каждый момент времени, имеет прямоугольную форму К ~ро сто ~2 япО). Кроме того, можно пренебречь кривизной изодоп; таким образом, доплеровские частоты окажутся одинаковыми для всех точек, находящихся на максимальном удалении от радио- 16,4.
Фединг сигналов„отраженных от земнои иоверхности 2(~с1тах ~бтю) ~бпнп ~Омах Рис. 1б.10. Спектр фединга отраженного сигнала при облучении однородного уцдстка ~еунод повепь'ности цебопщц ъ,~ ъ..эыр~ъ ъ ч~', ~л~ т~ гтрк~ ла и Глава 1б. Отражение сигналов от земной поверхности Длительность импульса Форма зондирующего импульса (не в масштабе) 1 зависит от характера спектра на выходе детектора, потому что они являются когерентными и в них не используется амплитудное или квадратичное детектирование.
Поверхности с движущимися элементами. Иногда помехи отражений формируются движущимися объектами. Это происходит в тех случаях, когда с помощью неподвижных РЛС фиксируется перемещение отдельных элементов морской или земной поверхно- 16.5. Методы измерений отражений от земной гговерхности 16.5.
Методы измерений отражений от земной поаерхности Для измерения отражений от земной поверхности используют специальные измерительные радиолокационные установки и несколько модифицированные стандартные РЛС. Так как отраженные земной поверхностью сигналы почти всегда обусловлены рассеянием от элементов земной поверхности, то измерительные устройства имеют общее название измерителей' рассеяния, или скаттерометров.
В таких систе- а~~ЪУ ах,ОХ ~~т УГ ПГС Пт "Н ~Р Ъ ~ т ~ СУ тт~ЪП~ЪДВ"Ьт ттЪт И ЗО р затаит~~ Пт т т, ГЪт, Глава 16. Отражение сигналов от земной иоверхности Выход дО 2 Схема калибровки, показанная на рис. 16.12, является неполной без знания диаграммы направленности антенны и абсолютного коэффициента усиления. Так как точные измерения усиления достаточно затруднительны, абсолютную калибровку можно провести путем сравнения сигналов ~с надлежащей относительной калибровкой), отраженных от цели, для которой проводятся измерения, и сигналов, отраженных от стандартных целей. В„, к ~честтц., стан плотных„, .т~~".,пей, могут 1б.5. Методы измерений отражений от земной поверхности Интегрирование ведется по любой площади, облучаемой с большой интенсивностью, включая участки облучения побочными или боковыми лепестками.
Как правило, предполагается, что оо постоянна по облучаемой площади, поэтому )~ р4 облучения Это предположение было бы верным лишь в том случае, если антенна сосре- ~~'~ ~~м1мю~~о~ ~. м~ ~ ~~ ~~тютттт~~|.~,.~т ед~~ уев~~ л тт~р роллс~~, ~ ~тт~1тт ах~ и Глава 16. Отражение сигналов от земной ловерхности 1б.5. Методы измерений отражений от земной поверхности Веерный луч Глава 1б. Отражение сигналов от земной иоверхности Е 100 1,000 т — 0,2 мкС Постоянная ширина элемента разрешения при углах выше 20 ЪС Постоянная ширина элемента разрешения при углах выше 30' 2 ,,т,,--, й,1,.мкс,„„,, „„,, ~;,,„„..., ...~,„,,„„,.~, :.1' "," Ф Ф ° ,% Ф -" ,'5" Ф*'".'„",, "," "" ';,, „„,';"', ' '* ".' ",, ", "" ';... „", -,"1„, ...-,„-' Ф 16.5.
Методы измерений отражений от земной поверхности КоэФфициент рассеяния Диаграмма направленности антенны Глава 16. Отражение сигналов от земной иоверхности вблизи вертикали. Для малых расстояний теоретическая кривая Расчет при ширине луча 4,22 Расчет при ширине луча В,44 о х о можно настроить антенну так, чтобы поверхность Земли облучалась плоской волной. После этого появляется возможность описать должным образом коэффициенты рассе- '3 яния при углах облучения земной поверхности, близких к вертикали [92].
Наземные н бортовые вертолетные скатте- Ф рометры и спектрометры. Большинство изме- ,н рений рассеяния земной поверхностью были "у' ":: ".:" ":.'-::.::а 1"':.",: ".'::;::-.:"-".:.,":: .::,-"::.:а ~,.:; -„,:,,"-,:„:, -; „:;:-,-'„--:,; --,,:.:„-:.,-.;;.':, -.; ---: .,:,.Г,::,.-,,; ... ') 4' :, '~Л' '! 4 ф "у" '.''".' '."',',..." ' " . '", '",, ' "'.. „', .4' ' ':'' '»" .', "'*-.. ' ':."«,, -' .. „,', » .,' .' — ' ". ':'' .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
