Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Хотя реализовано множество специальных программ самолетных измерений, однако почти нет данных, характеризующих зависимости коэффициента отражения от угла облучения для небольших однородных участков земной поверхности с известными свойствами. После исследований, проведенных Лабораторией излучения Массачузетского технологического института [б) были выполнены аналогичные работы другими организациями [7 †)б).
Во всех случаях измерения проводились на одной, в лучшем случае — на нескольких дискретных частотах. Автору неизвестны какие-либо исследования, в которых хотя бы была пред. принята попытка получить спектральные характеристики рассеяния радиоволн аемной поверхностью, подобно тому, как это сделано для видимого и инфракрасного участков спектра электромагнитных волн. Все известные программы радиолокационных исследований проводились лишь на отдельных частотах или в очень узких участках спектра, и полученные результаты зачастую несопоставимы друг с другом вследствие трудностей взаимной калибровки аппаратуры, с помощью которой проводились измерения на различных частотах.
В 4 7.5 приведены данные, характеризующие наилучшие из известных методов измерения рассеяния и применявшуюся аппаратуру. Однако результаты проведенных измерений не отличаются высекай точностью. Это связано не столько с качеством радиоэлектронной измерительной аппаратуры, скальпа с погрешностями определения характеристик сравниваемых участков земной поверхности. 7.2. Параметры, влияющие на отражение от земной поверхности Радиолокационные отражения от земной поверхности зависят как от параметров радиолокационной аппаратуры, так н от параметроэ самой земной поверхности. К числу пзраметооэ аппзуйтуоьн влияющих на характеристики отраженных от земной поверхйости сигйалов [см.
(!) и (2)), относятся: длина волны, излучаемая мощность, размеры облучаемой площади, направление облучения (по азимуту и углу места), поляризация сигнала. Параметрами земной поверхности, влияющими на характеристики отраженного снгйала, являются: комплексйая иэлект нческая проницаемость (проводимость и диэлектрическая проницаемость, степень шероховатости поверхности, неоайнойойностн поверхностного слоя да глубйны, над которой йз-зй поглощения радиоволн амплитуда падающей волйы становнтбя йрейебрежимо' малоЕ Волны различной длины чувствительны к различным элементам земной поверхности.
Одним из самых ранних и наиболее поразительных эффектов влияния направления облучения был так называемый эффект «главного направления» 269 Гл. 7. Отражения ог земной поверхности при отражениях от городов; на индикаторах РЛС, облучающих город с напргвлений, совпадающих с направлениями сетки основных его магистралей, наблюдаются более интенсивные регулярные отражения, чем прн облучении городов с других направлений.
При облучении под вертикальными углами горизонтально поляризованное излучение РЛС отражается горизонтальными проводами, рельсами и т. д. более интенсивно, чем прн вертикально поляризованном облучении. Если две радиолокацвонные цели имеют одинаковые геометрические форму и размеры, то более интенсивные отражения наблюдаются от цели с большей комплексной диэлектрической проницаемостью, поскольку в такой цели наводят- 06 о 'и 16 йо с УО 00 УО ФО 60 60 Сайаржаниа Олаги, % Рис. а.
Зеинениесгь диелеглриеесиов нроиинленести «уиуруеимя лнстьси от содержания елеги. приеме 2 — 4 относятся и листьям одного и того гее растения 1111. ся более интенсивные токи (проводимости или смещения). Так как в природе практически не встречаются объекты с тождественными геометрическими характеристиками, но обладающие различной диэлектрической проницаемостью, то указанное различие нелегко установить экспериментально.
Эффективная диэлск. тпирескря проницаемость участков земной поверхности очень сильно завидят от содержания влаги, поскольку относительная диэлектрическая проницаемость жидкой воды изменяется приблизительно от Щьа диапазоне волн 3 см до 80 в диапазоне 10 см и на более длинных волнах, в то время как диэлектрическая проницаемость наиболее сухих почв меньше 8.
Поглощение в земле также в сильной степени зависит от влажности, тй как влажные вещества обычно обладают бо. лее высокой проводимостью, чем те же вещества в сухом состоянии. На рис. 3 и 4 показаны зависимости диэлектрических свойств растений и почвы от влажности. Высокая диэлектрическая проницаемость растений с большим содержанием влаги означает, что радиолокационные отражения от злаков меняются по мере созревания растений, даже если нх рост при этом изменяется пренебрежимо мало. Неровности поверхностей (особенно естественных) весьма трудно поддаются математическому описанию, но легко характеризуются качественно. Так, например, легко видеть, что свежевспаханное поле более неровно, чем то же поле 7.0.
Теоретические модели земной ноагрхносги н их ограничения после длительного воздействия дождя и ветра. Лес представляет собой более неровную поверхность, чем поле или даже город. Однако разницу между неровностью поверхности города, где плоские стены перемежаются выступами подоконников, обочивами улиц, автомашинами и тротуарами, и неровностью естественных участков земной поверхности определить труднее. Относительно ровные поверхности отражают радиоволны приблизительно в соответствии с законом Френеля (согласно которому угол отражения равен углу падения волны), так что интенгуноггээои одргм м О гаро рдгдргы 1И] сивное обратное рассеяние от по- диолагэк с Тгколр5г4 э верхности наблюдается только при 00 угле визирования, близком к нор- «~ 40 мальному к облучаемым поверхно- «« 00 сгям.
С другой стороны, неровные поверхности переизлучают падаю- ' ц 70 7" гола>го к, шую энергию приблизительно равно- «к ~ ггоггранга х мерно во всех направлениях, так что ««10 формируют относительно интенсив- «ъ«0 ные радиолокационные отражения Йь«0 гт— при любом направлении облучения.
«ьс«« Проблема определения радиолоа кационного рассеяния еще более Д 1 усложняется вследствие того, что радиоволны проникают внутрь мно- й«2 тих поверхностей иа значительную глубину, в результате чего в формировании отраженного сигнала участвуют внутренние отражения и рассеяние неоднородностями, находящимися под поверхностью. Измерения ослабления радиоволн деревьями показывает, что ослабление, вносимое густым лесом, главным обраэоы формируется участкамв вблизи верхушек деревьев (по крайней мере, в тех случаях, когда радиолокационная станция расположена над лссомй но определить эквивалентную высоту этих сверхушек> затруднительно. Работ, посвященных определению для различных цеяей относительного вклада отражений самой поверхностью и рассеяния подповерхностными неоднородностями, очень мало.
0 10 70 00 40 50 ба Содгрмооиг долги, '/. Рнс. 4. Эаенснносгь хамущеаса огноснгельнод днелехгрнчссеея нронниаеностн учасгха бурого суглннха о районе Рнчанлда (на ра*ллчных волнах) ог содержание влаги (51. 7З. Теоретические модели земной поверхности и их ограничения Описании поверхности. При конструирования большинства теоретических моделей, описывающих радиолокационные отражения ог земной поверхности, предполагается, что имеется неровнаи граничная поверхность между воздухо 4 и бесконечным однородным полупространствоьг, Было сделано небольшое число попыток создания моделей, учитывающих вертикальные нли горизонтальные неоднородности свойств земной поверхности. Описание поверхности, которое оказалось бы пригодным для использования в математических моделях, необходимо очень сильно идеализировать. Лишь некоторые виды естественных поверхностей можно в дейстаи ельности считать однородными по своему составу в пределах больших участков.
Летальные описания их формы должны быть упрощены при проведении аналитических расчетов, хотя применение электронных вычислительных машин позволяет использовать также математические описания, соответствующие истинной форме поверхности. Только в очень немногих случаях отражения от поверхностей были измерены с точ- 27! Гл 7. Отражения от земной ооееряности пастью, соответствующей возможностям радиолокационных станций сантиметрового диапазона. Однако и для этих случаев нет уверенности в том, что не происходило рассеяние радиоволн неоднородностями, находившимися под поверхностью в пределах поверхностного слоя. Поверхности, покрытые деревьями, а также скалистые участки вообще почти никогда не поддаются математическому описанию. В большинстве моделей рассенния земной поверхности используются статистические методы их описания, поскольку теории должны быть представительными для некоторого класса поверхностей, а не для какой-либо конкретной поверхности, а также и потому, что очень сложно дать точное математическое описание поверхности.
Однако сами по себе статистические описания должны быть ~пъ|ддйт тж Р * ~ Р гается нзотропность статистических характеристик, что, естественно, непригодно для описания вспаханных полей или городов с прямоугольной сеткой улиц. В большинстве моделей предполагается, что модель характеризуется только дву. мя или тремя параметрами ( стандартным отклонением высоты, средним наклоном, интервалом корреляции и т. д.), хотя естественные (или искусственные) поверхности лишь в редких случаях описываются столь просто. Упрощенные модели.
В наиболее ранних теориях радиолонациоиных итра. жений от земной поверхности предполагалось, как и в оптике что интенсивность сигнала, формируемого множеством целей, подчиняется закону Ламберта. Это означает, что дифференциальный коэффициент рассеяния изменяется пропорционально соз«0, где 0 — угол падения волны на отражающую поверхность. Такое предположение об «идеально шероховатойю поверхности вскоре было признано недостаточным, хотя оно является вполне приемлемым приближением для оценки отражений от многих видов поверхностей при средних углах падении радиоволн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
