Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Рвзрввюююьв оаосабвосзь воовлоровсзого взмервзолв рвссзвввв с вввреривьив ьз- лтчоввои лрлмсвользавввлв вьзеььи с воерьоа ввлгрвииоа ьвврввлольоозв. ности позволяет одноврвмепно измерять «оэффицнеиты рассеяния участков по. верхности, находящихся впереди и позади самолета, иа котором установлено радиолокационное устройство (рис. 19). Кик видно из рисунка, диаграмма па. праеленности антенны, облучающей земную поверхность, пересекается двумя линиями равных допплеровских частот (изодопамн), разность которых (ширина спектра) и расстояние между линиями вдоль земной поверхности определяются соотношениями: Ьр = Аз (з)п Вз — з)п 01); Л)е = (2и)Д) (з! п бз — з! п 01) Танич образом, гннрннв элемента разрешения вполз леннон ноьсрхшзсти связана с разнисзыо допплеровских частот следующим сои гношением; Лр = (Р)112и) (Лте).
Ясли к рассматриваемому методу измерения рассеяния прнмеззить уран" некие дальности радиолокация н принять, что 1) о" сохраняет постоянное значение по всему облучаемвму участку поверхности; 2) козффнцпент усиления антенны постоянен в пределах главного лепестзгз диаграммы направленности и равен нулю в других направлениях; 3) изменением дальности в пределах небольшого облучаемого участка можно пренебречь, то Рг Вз Г гг,'овйй Р13;ообзфзй)е ) (4и) ',~ заел 2р у(з и 1 «ззм лф алом Р, 2и )(з оз=- —" Рг Дл б', ф, А(е 7.б.
Техника измерения отдпзгеннй от вел ион поверхности Вннросы мзыерення рассеянна прм углах нблученмгь блнакнк к вертикальному. В большинстве опубликованных данных о Рассеянии радиолокационных сигналов земной поверхностью прииодятся результаты, относящиеся к верзикальному облучению, причем значения коэффициентов рассеяния при вертикаль. ном облучении оказываются слишком малыми. Это следствие сложности задачо точного измерения рассеяние при углах облучения, близких к вертикальному., если используются антенны с конечной шириной луча и импульсы конечной длп. тельности.
Радиолокационные отражения от болынииства целей при углах облучения, близких к вертикальному, резко уменьшаются по мере отклонения луча ог вертикали. Таким образом, луч измерительной антенны или отраженный импульс обычно охватывает сигналы, сформированные участкамк, в пределах которых вел ч. чина оэ изменяется на много децибел. Поскольку коэффициент рассеяния вблнз ~ вертикали изменяется при изменении угла облучения значительно более резко„ чзм при уклад облу шинн свыше 10 или 20' относительно вертикали, то проблема обеспечения точности измерений при вертикальном облучении оказывается значительно сложнее. Задача еще более усложняется вследствие того, что вертикаль соответствует границе шкалы углов облучения.
В связи с этим луч, ориентированный строго вертикально, облучает более слабо отражающие цели (аэ убыиает при отклонении от вертикали) обеими сторонами диаграммы направленности относительно оси; в то же время луч с отклонением от вертикали облучает с одно,1 стороны оси диаграммы направленности участки, дающие более сильное рассеяние, чем вдоль оси, а с другой стороны — участки, дающие более слабое рассеяние. Рис. 20 иллюстрирует случай, когда о' резко уменьшается по мере отклонения угла облучсния ат вертикали. Интеграл, определяющий лющность рассеяния в уравнении дальности радиолокации (1), представляет собой интеграл свертки; на рисунке показана свертка диаграммы направленности антенны с кривой угловой зависимости аж Очевидно, что среднее значение интеграла при вертикальном облучении меньше, чем следует из характера угловой зависимости оз вблизи вертикали.
На рис. 21 показан пример теоретического расчета коэффипиента рассеяния морской поверхностью (40) по данным спектров, полученных в ходе выполнечия специальньш исследований )41). Видно, что с увеличением ширины диаграммы направленности величина ое при вертикальном облучении заметно уменьшается. При использовании ил~пульсных илн других систем с измерением дальности данные о величине аэ всегда содержат ошибку, так как почти невозможно, как указывалось выше, осуществить разрешение узкого интервала углов облучения вблизи вертикали.
Лабораторные язмерительные устаповии. Лабораторные измерения рассеяния зеьгной поверхностью менее общеприняты, чем лабораторные измерения рассеяния отдельными объектамя, такими как, например, самолеты. Рассеяние отдельными объектами, по крайней мере на масштабньш моделях, можно измерять на обычном антенном полигоне. Земнаи же поверхность чрезвычайно изменчива и с трудом поддается лгоделнронаннкь Проведение измерений в лабираторных условиях затруднительно также и потому, что реальные наземные цели (участки реальной земной поверхности) имеют сравнительно большие размеры и их трудно внести в лабораторию. Лабораторная установка Станции технических исследований Армии США имеет форму пилиндрической арки радиусом 1б м с направляющей, на которой устэповлеиы антенньг, ориентированные на пель, расположенную вдоль осн цилиндра (5).
Образцы земной поверхности, использовавшиеся в этой лаборатории, помещались в деренянную тележку размером З,б л', 1,8 м, окруженную радиопоглощающим материалом. Хоти в установке попользовались импульсные РЛС, длительмосзь импульсов была достаточно велика, так что по существу изыерепня производилмеь в режиме непрерывного излучения. В Университете шт. Оеайо для измерений рассенния в течение многих лет применялась РЛС с непрерывным излучением и СВЧ радиол~етрнческая лабора- 2РЛ Гл. 7, Отражения от земной поверхности торная установка [2[.
Антенны были установлены в лаборатории, а цели [участки поверхности) для проведения экспериментов ввозились в лабораторию на переме. щающейся тележке. При проведении многих экспериментов антенны и аппаратура устанавливались на грузовую автомашину, которая выезжала на полит он. Коэйттрийоеит рассеяния В О еВ Диаграмма нолродленностли антенны тилпиеиия Югртииал Вертикальное ~ Угол о непродление -от О Ву В, Угол относительно оси сите сны т'т' оиобедеиие О або ПИынтегральная 62ункция, пиредглятисая рассеяииуп нее)ность чина рассеянного сиг- а, ипитпрая была бы из- гна при очень углом луче ионна рпссеяиппгп сиеа нри измеренному с льиой антенной Рис. 20.
Приьыр, покааытямшии, что 1шисчиая ширина луча аитеииы привояит к ошябиам иа- мереяии ьотФФтсш с па рассеяния при услал ьблучеиия, блилкик ь вертикальному. Таким образом, лабораторные измерения произаодилясь в реальных условиях что имеет исклсочительпо важное значение при измерениях рассеяния земной пою рхностью, так как антенны в этом случае размещаются на небольшом удалении от поверхности. Размеры облучаемого участка поверхности составляли нрибли.
зательно лишь ОП ы'. Таким образом, аппаратура Университета шт. Огайо не 7,5. Техника измерения отражений от земной поверхности 10 Рве. 21. Звввсныпсть влвяявя шири яы луча вптсяяы яв ЭПР: теоретическая кривая; Х Х Х Расчет пря ширине луча антенны 4,22П О О О расчет прв шярвяс луча антенны З,44'. 293 позволяла наблюдать влияние каких. либо изменений свойств поверхности, если размеры неоднородностей превышали размеры облучаемого участка. Лабораторная установка Станпии технических исследований Армии СШАт позволяла получать усредненные данные путем измерении в широком диапазоне углов облучения и усреднения угловых вариаций отраженных сигналов по срав.
нительно небольшим интервалам углов, в пределах которых рассеивающие свойства поверхности можно было бы считать неизменными. Установна Университета шт. Огайо обеспечивала получение усред- гп пенных данных либо вследствие перемещения цели, установленной на тележке, в через диаграмму направленности подве- уд щенной сверху антенны, либо при движе- с нии автомашины с установленной на ней аппаратурой через однородный участок 1У земной поверхности. в Следует указать, что для моделирова- в ния распространения электромагнитных волн в воздухе можно использовать распространение ультразвуковых колебаний и в воде [42 — 44!. Акустические колебания с частотой 1 МГц имеют длину волны н воде опало 1,5 мм.
Эта длина волны очень удобна для проведения множества измерений иа моделях и, естественно, что работать с аппаратурой на частоте 1 МГц во многих отношениях легче, чем с аппаратурой, использующей диапазон СВЧ; такая аппаратура удобнее в эксплуатации и значительно дешевле, чем соответствующая д 2 4 6 Ю 1лш радиоаппаратура, работающая на волне угол рдгдчгпия, град 1,5 мм. Как акустические, так и электромагнитные плоские волны удовлетворяют одним и тем же граничным условиям.
Однако если рассеивающая поверхность не является плоской и углы облучения невелики, то соответствие между акустическими и электромагнитными волнами становится менее точным. Определение коэффициентов рассеяния по радиолокационным изображениям местности. Радиолокационные изображения местности, полученные при фотографировании экранов индикаторов кругового обзора самолетных РЛС или регистрации данных самолетных РЛС бокового обзора, в принципе, могут служить удобным средством для быстрого определения коэффициентов рассеяния множества различных видов земной поверхности.
Однако большинство РЛС обзора земной поверхности не имеет калибровки амплитуды отраженных сиг= палов, и поэтому такие РЛС нельзя использовать для измерений. В работе [8[ описаны результаты многочисленных измерений коэффициента рассеяния с использованием раднолскзционных изображений, полученных с помощью самолетной станции бокового обзора, в которой калибровочные сигналы нескольких уровней вводились на ту же пленку, на которой фиксировались отраженные радиолокационные сигналы. Таким образом, для каждой точки земной поверхности с помощью микроденситометра измерялась оптическая плотность соответствующего участка пленки и сравнивалась с оптической плотностью участков пленки, на которых фиксировались калибровочные уровни, что позволяло определять мощность отраженного сигнала на входе приемника РЛС.
По этим данным рассчитывалась величина коэффициента рассеяния точно так же, как и при использовании других измерителей рассеяния. Самолетные РЛС переднега обзора со снаннрующей антенной можно нс- Гл, 7. Отражения от земной поверхности пользовать для измерения рассеяния в основном таким же образом, как и описанные ранее импульсные системы. Однако здесь возникают дополнительные ошибки, обусловленные тем, что на пление регистрируются сигналы с экрана электронно-лучевой трубни с яркостной модуляцией и длительным послесвечением. Обзорные РЛС со сканирующей антенной и самолетные станции бокового обзора можно и непосредственно применять для получения калиброванных значений эффективной плошади рассеяния для отдельных значений угла облучения.
С помощью этих средств люжно получать данные о коэффициентах рассеяния поверхности при множестве значений угла облучения, осуществляя последовательные «проходы», прн которых анализируемые участки земной поверхности соответствуют различным точкам радиолокационного изображения и, следовательно, различным вертикальным углам.
Зависимости коэффициента рассеянии земной поверхности от угла облучения можно определять и по одному ее радиолокационному изображению, если предположить, что имеются аналогичные по своим рассеивающим свойствам участки поверхности, которые соответствуют различным элементам радиолокационного изображения и поэтому облтчаются под различными углзмн. Таким образом, если, иаиример, одно хлопковое поле облучгется под углом 30', а другое — под углом 45', то можно считать, что оба значения коэффициента рассеяния характеризуют угловую зависимость рассеяния хлопковыми полями в этом интервале углов и можно построить зависимость ое от О. Если при данном угле облучения отдельные хлопковые поля имеют одинаковые коэффициенты рассеяния, то такой метод вполне применим; если же рассеивающие свойства этих нолей существенно отличаются, то этим методом пользоваться нельзя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
