Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 74
Текст из файла (страница 74)
плоскость руаксикальньгй догкожный дклад д опрантнньга" сигнал (лри канете, перпендикулярном к напрадпенат одлучения) атакгсичссвжйдклад д отраягенньгй сигнал ! ! 1 ! ) ! Рне. З. Ф»дети»» модель Слане»он»но»нного ото»мено» земной назер»настыв, тики, не удается объяснить иаблзодаемые зависимости от частоты, то такая функция не может соответствовать истинной функции азтокорреляцив, хотя получающаяся кривая рассеяния хорошо согласуетсн с некоторыми экспериментальными данными в области углов, близких к вертикальным.
Следующей наиболее часто встречазощейся функцией автокорреляции являезся экспоненциальная зависимость р(й) = ехр ( — ( я!7ь). (б) Некоторые основания для выбора функции автокорреляции такого вида дают результаты анализа горнзовталей на топографических картах (27!. Полученные данные хорошо согласуются с результатами измерений радиолокационных отражений как от земной, так н от лунной поверхности в более широком интервале Гл 7, Отраженна от земной поаеркмосги Р(З)=1+ —, !п ~ — ехР ~ — 4йзам(! — е ! ) ~+ ! ( с азаья ~ а + — ехр — 4йзоь(1 — е 141~!) + — ехр ~ — 4йза!2,(1 — е 14 ж )1+... ~, а и (7) где Е, 1, !' — различные характеристические длины; Л = 2пуЛ; оз — эффективное стандартное отклонение высот. В [32) поверхность описана в целом как сумма случайных процессов с различными характеристическими размерами.
Результат представлял собой эффективную дисперсию, равную сумме дисперсий отдельных процессов. формулы для расчета хозффнциента рассеяния при различных функциях автокорреляцин приведены в табл. 1. Таблица ! Коэффициенты рассеяния земной поверхности ки Функции яятокорреняции эыеогы Коэффициент рассеяния понерхноети й — (Ь'12 ь1 сз* В е з(п О е й /ьв [23) К 0 [' з1пз О 1 — 3!2 1+А — 1 соззйз(пО 'т соз'О / е ! е[~ь [24) КО Х асозз О з!п 0 ! 1+ — 1п ~~Р— ехр [-й(!в 4паэ ! !1(с!)) й —— Лз 6~ сс А! [ [29) А! — — ( — 2) 276 углов, чем при использовании гауссовой функции автокорреляции [30, 27), хотя в некоторых случаях это соответствие в области углов, близких к вертикальным: оказывается худшим.
Более того, прн экспоненциальной функции авто- корреляции пронвляется и частотная зависимость рассеяния. Было показано, что возражении против использования экспоненциальной функции автокорреляцин являются необоснованными при условии введения ерегуляризующейэ функции при нулевой разности высот [29). Так как естественные (или искусственные) поверхности лишь в редких слу. чаях поддаются столь простому описанию, то были предложены другие виды функций автокорреляции с тем, чтобы учесть (хотя бы эмпирически) различные ас'пекты явлений, которые могут воздействовать на рассеяние поверхностью. Так, в [31) предложено использовать функцию автокорреляцни вида 7зй Замирания сигналов, отрижзыиык от земной поверхности Сферические и цилиндрические иеровиосги.
Неровную поверхность можно также приближенно представить совокупностью отдельных выпуклых неровностей определенной формы, размещенных на плоской поверхности. В работе (33) приводятся результаты для выпуклостей произвольной формы, но примеры даны только для выпуклостей полуцилиндрнческой (двумерная картина) илн полусферической (трехмерная картина) формы.
Многочисленные теоретические ре. зультаты никогда в полном объеме непосредственно не сопоставлялись с экспериментами из-за отсутствия экспериментальных данник, Были сделаны лишь отдельные папытни сопоставить искусственную поверхность с реальными поверхностями. Поэтому здесь не анализируются полученные результаты. Следует лишь отметить, что частотная зависимость коэффициента рассеяния в зависимости от принятых предположений относительно размеров и формы выпуклых неровностей может изменяться от нулевой (т. е, отсутствия зависимости) до пропорциональности четвертой степени частоты. Вывод по этим исследованиям, который может оказаться полезным при изучении оригинальных статей, дан в (Зч(.
Другие виды модели. Применение методов возмущения к решению краевой задачи рассеяния неровнон поверхностью йозволяет получать количественнйе оценки для поверхнбстеи с'йебольшими неровностями [35). Цилиндрическая модель рассеяния радиоволн' вертикальной' растительностью описана в работе (2). Для определения интенсивности сильных отражений от зданий при углах падения радиоволн, отличающихся от нормального, использовалнсь методы, относящиеся к расчету уголковых отражателей.
Кроме того, для расчета рассеяния радиоволн отдельными поверхностями са специфическим характером неровностей были предложены другие специальные модели. Несмотря на использование различных моделей и разнообразных методов расчета рассеянного поля, теоретические исследования позволяют только в какой-то степени понять явления, происходящие при рассеянии радиоволн реальными неровными поверкностями. В действительности земная поверкность слишком сложна, чтобы ее можно было адекватно описать с помощью накой-бы то ни было модели.
Кроме того, совершенно не поддается оценке влияние рассеяния радиоволн подповерхностнымн слоямн, которых достигает падающее на земную поверхность радиолокационное излучение. 7.4. Замирания сигналов, отраженных от земной поверхности Амплитуда отраженных от земной поверхности сигналов, прннимаеглых размещенной на движущемся объекте бортовой РЛС, подвержена интенсивным флуктуациям вследствие изменений сдвига фаз сигналов от различных участков облучаемой цели. Действительно, даже на неподвижных РЛС часто наблюдаются флуктуации сигналов, отраженных земной поверхностью, что обусловлено качанием растительности, движением автомашин и т.
д. Независимо от вида модели, используемой для описания земной поверхности, отраженные сигналы, формируемые различными ее участками, оказываются не в фазе. Когда РЛС, облучающая земную поверхность, перемещается относительно какого-либо ее участив, то изменяется угол облучения (угол падения радиоволн) и прн этом изменяются относительные расстояния до отдельных элементов поверхности; в результате изменяется относительный сдвиг фаз между различными составляющими отраженного сигнала. На рис. 7, а изображена упрощенная модель участка земной поверхности; предполагается, что отраженные сигналы формируются только показанными на модели центрами рассеяния (рассеивающими элементами). Общий отраженный этим участком сигнал представляет собой геометрическую сумму элементарных сигналов, поступающих от центров рассеяния.
На рисунке показаны все составляющие отраженного сигнала и величины суммарного сигнала для двух углов облучения. Расстояние от опорной плоскости до наиболее удаленного центра рассеяния прн малом угле 277 Гл. 7. Отражения от земноа лоэерхности облучения равно приблизительно длине волны, так что поверхность нельзя ечи. тать очень неровной. Тем не менее, изменение угла облучения приводит, кзк это видно из рисунка к очень большому изменению сигнала, отраженного такой поверхностью. На ис. 7,б показана типичная угловая диаграмма рассеяния, которая наблюдается при отражении радиоволн участком земной поверхности; диаграмма Яхд лл дл ородень серхнасти аннан нпосность пЯ пРа У Суннирадиние состадпямисиу сихнела дохнула 7 /д результирующий отан няннйг сигьал олл лучау Суннирадание сесюадлямасчх сигнала для лучи — 7 )) б Резулыпаруюнсай пораженный сигнал для Луча 7 Состадляюисаед огпражающеео1 сигнала ' I дяя луча 1 достадлпюисие и отраженное о сигнала для луча Я а) Сиглап 7 ьящнд Х р .
у. 3 в ия отряженного сигмвлв, обусловленные изменением угла облучению ис.. ямка и ми вссеяния о — влияние угла л е — в е угла облученеь не отраженный сигнал, Формируемый сем~ю центра р щснтры рассеянии проеумеровены порядковыми ннфрлмип б — днвгрем в р с р — и в сеяние не оввай поверхностью явлиетсв Функцией квк угла облучения, тек н длины волны. 273 представлена в функции от параметра (4Ыь) в(п й, определяющего относительный сдвиг фазы.
Угол облучения изменяется вследствие того, что РЛС перемещается вдоль поверхности (через диаграмму рассения), так что наблюдаются замирания сигнала во времени. Интересно отметить, что точно такой же эффект может наблюдаться, если при фиксированном угле облучения изменять частоту эондиРуюдщего сигнала. Замирания сигнала рассмотренного вила обычно описываются допплеровским смещением частоты (фазы) сигнала.
Допплеровский сдвиг частоты представляет собой просто скорость изменения фазы сигнала, обусловленного движением ра- 7А. Замирания гигнолое, ограженнык ог земной поееркногги диолоиационной станции. Таким образом, полная скорость ю изменения фазы сигнала, отраженного данной целью, выразится как йФ! и = юг +юш = — = — (03е 1 — 220!), оу Ф (9) где юе — несущая угловая частота; юш — допплеровская угловая частота для сигнала, отраженного 1-й целью; Ф; — фаза сигнала, отраженного 1-й целью; г21 — расстояние от радиолокационной станции до г-й цели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
