Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Примерный угол, при"котором ' происходит переход от области плато к ббласти интерференции, называется критическим углом (Фс). Критический угол определяется экспериментально обычно легче, чем переходный угол. При достаточно же низкой частоте критический угол может иметь значительную величину, и в этом случае трудно определить как критический, так и переходный угол.
При величине угла меньше критического простая теория показывает, что и" мениется пропорционально четвертой степени угла скольжения. Критический угол трудно определить точно, ,', однако установлено, что он зависит от частоты, поляризации и состояния вол- ~' пения на море [8). На отражение сигнала с вертикальной поляризацией при малых углах скольжения оказывает влияние также и угол Брюстера ее>.
При брюстеровском угле коэффициент отражения минимален, прямое рассеянйе волны невелико, и влияние интерференции выражено менее четко. Кроме того, при малых углах характер отражения сигнала может существенно измениться из-зз частичного затенения отражающей поверхности самими волнами.
Измерения величины и' в функции угли скольжения проводились по меньшей мере тремя различными способами. Наиболее удобен способ измерений с об- Гг я Г)глаженое радиолокационного сигнала ог морской поверхности лучением морской поверхности РЛС, расположенной на суше. При этом угол скольжения ца сверхвысоких частотах ограничивается обычно величиной менее 1Ое. При проведении экспериментов по этому способу следует выбирать место с учетом того, чтобы РЛС облучала морскую поверхность в районе с достаточной глубиной гтогда иа результагы измерений не оказывают влияния берега).
Измерения отражения сигнала от морской поверхности проводились также и с мостов, нависающих над водными поверхностями. При этом способе можно получить несколько большие значения угла скольжения, однако мосты обычно располагаются над акваториями, не типичными для океанских условии. 70 -го -50 0 10 20 И 40 00 О 20 80 00 Угол сколь кения, гра0 Гее. 3. Суеемермме даю.ые е еееечеее Е' ддд уередиеььеге мера. Третий метод измерения отражений ог морской поверхности сосгонт в использовании РЛС, установленной на борту самолета, Прп измерениях с самолета можно получить значительно ббльшие значения угла места, чем при наблюдениях с земли.
Зтот метод имеет еще и то преимущество, что он позволяет производить измерения достаточно далеко от земли и охватывать большие районы океана. Однако при эгом методе наиболее трудно получать информацию об условиях окружающей среды и состояния морской поверхности, а также проводить достаточно точную абсолютную калибровку аппаратуры, используемой для измерений. В качестве платформы при радиолокационных измерениях отражении ог морской поверхности с воздуха использовались и дирижабли.
На рпс. 3 показаны данные, полученные в результаге ряда экспериментов, в основном проводившихся в течение нескольких лет Научно-исследовательской лаборе орией ВМС СШД. Зги данные не отражают какой-либо конкретный ряд экспер ментальных исследований, но выражают общие тенденции. Как уже было отмечено ранее, разброс экспериментальных данных по отражению сигнала от морсхой поверхности достаточно велик н ии в коей мере не соответствует той точности, с которой построен график, представленный на рис. 3, Для изображения данных вместо тонких линий, проведенных на этом графике, следовало бы провести широкую полосу, соответствующую по крайней мере разбросу в б- 3 дБ.
1На данном графике это не сделано, так как полосы шириной в ~ 3 дВ перекры- 325 8.3. Волнение моря и ветер вали бы одна другую.) График, представленаый на рис. 3, построен с использованием разных данных, которые собиралнсь при скоростях ветра от 5 до 10 и!с. И хотя это сравнительно широкий диапазон скоростей ветра, определяющих состовнне волнення на море, изменчивость полученных данных не познолила привязать нх к более узким значениям этих параметров.
В соответствии с графиком, представленным на рнс. 1, н данными табл. 1, для скоростей вебера от 5 до 10 м»'с состояние волнения на море характеризуется баллами от 2 до 4. Таким образо««, данные, представленные на рис. 3, можно рассматривать как описывающие отраженне для некоторого «среднего» состояння поверхности мори, характеризуемого волнением в 3 балла. График на рис. 3 показывает также зависимость от частоты н поляризации. Данные для сигналя частотой 220 МГц [22[ получены только от угла 14' н проэнстраполнрованы для глов большей величины. Экспериментальные данные для частоты 50 МГц 23[ не простираютсв яа малые углы, однако, так как онн лежат в области интерференция, кривая зкстраполнрована в соответствии с законол» О«. Данные для сигнала частотой 220 МГц, равно как н для сигнала частотой 50 МГц, получены прн менее интенсивном волнении моря, чем данные для более высокочастотных сигналов.
Тем не менее онн включены в рассмотрение за веименаем других. Прн величине угла скольжения более примерно 10' н при вертикалыюй поляризации сигнала аависнмость о" (О) практнческн одинакова для волн от 3 см до 30 см. Это соответствует некоторым указаниям на то, что отражение сигнала от морской поверхности прн вертикальной поляризации не зависит от частоты в области плато н в области квазизеркального отражения, если эта частота ниже частот днапазона 3 см [19]. При более высоких частотах отраженне вертикально поляризованного сигнала, по.вкднмому, увеличивается с повышением частоты, как на это указывают данные, приведенные в [9[ (см. рнс, 5).
В области квазнзеркального отражения отражение от морской поверхности, по-внакмочу, не чавпскт нк от частоты (по крайней мере, для волн длиной боле« 3 см), пи от полярнзацвн. В.З. Волнение моря и ветер Влнянне ветра н волнения моря на отражение сигнала РЛС экспсрнмен. тально измерить трудно. Такие измерения требуют значнтелш«о«о временн для того, чтобы получать данные, характеризующие различные состояния моря и скорости ветра. Поскольку волнение моря зависит от ветра, не всегда легко определить, наной фактор больше влияет на отражение радиолокационного сигнала ат морской поверхности.
На верхних СВЧ частотах (на волнах короче 3 са) и прн малых углах скольжения наиболее важным параметром, с которым нужно коррелировать отражение радяолбкацнонного сигнала бт морской поверхности, оказывается ветер. На более вязких частотах более важными, чем скорость ветра, являются, по-видимому, характернстини волнения на море. если море спокойно, не взволновано ветром, отраже1гпе радиолокационного сигнала от его поверхности невелико (за искл«оченнем облучения под углами, близкими к нормальному). Когда возникает ветер к его скорость превышает примерно 2,5 и!с, отражение сигнала от морсной поверхности быстро возрастает. Для образования волн, как показано на рис. 4, требуется определенное время.
Чем снльнее ветер, тем больше требуется времени для постижения полностью развитого волнения на море. Часто можно наблюдать старые ветровые волны, генерируемые ветровыс волны н зыбь одновременно. То обстоятельство, что волны зыби часто приходят в данный район с направления, отличного от направления местного ветра, тоже способствует изменчивости данных. Капнллярные и короткие гравитационные волны зарождаются в течение нескольких секунд, н поэтому обратное радиолокационное рассеяние на более высоких частотах СВЧ диапазона с появленнем ветра возникает очень быстро. На менее высоких частотах СВЧ диапазона увеличепне отражения от морской 327 Гл 8 Огражеааг радиолокационного сигнала ог морской поверхности 0,5 ОЮ 328 поверхности несколько отстает по времени от момента возникновения ветра, поскольку для генерации более длинных волн на воде требуется некоторое время. Для подтверждения того, что нз более высоннх частотах СВЧ диапазона при Отсутствии ветра отражевие от морской поверхности невелико, существует много экспериментальных данных.
Тзк, зыбь с высотой волн, достигающей 3 м, дает незначительное отражение при облучении под малыми углами скольжения сигналом диапазона 3 см в отсутствие ветра. Из наблюдений за отрзжением радиолокационного сигнала от морской поверхности при наличии ветра следует, что отражение сигналов диапазона 3 сл1 связано с капиллярными волнами.
Длн- 40 ь.ййн иа этих волн сравнима с длиной волны Ф" радиолокационного сигнала. Другим 2,7' ф важным экспериментальным подтверчю ждением связи отражения радиолока- 2,Ь. ционного сигнала диапазона 3 см от ф (чь чч морской поверхности именно с капилх 2,1 лярными волнами на вей служит тот ф „6 факг, что, когда в воду сбрасывают за1,8 грязняющие вещества, такие как нефть, чю % капиллярные волны ослабляются и от- фб ражение СВЧ сигнала от морской по. сч Е 12 ц9 „19 ф верхности уменьшается.
Конгрольные Ъ чм лабораторные эксперименты, проводи- 40У " Ф мыс в волновых лотках, также указыъ+ вают на важное значение капиллярных волн при отражении СВЧ сигнала от морской поверхности (!2). Несмотря на трудности описания . 2 4 б Ю 1О 12 1Ч волнения на море и ветра, влияние Прйййпжигпепьиреть, ч этих факторов ва отражение сигнала от морской поверхности изучено доста- рис. 4. Ойрввоввиие воли пол лействиеи точно хорошо, что позволяет указать ветра с постоиииой сиоростью!З м(с в прелположеиии лостпточиой ойлпсти рвюо- нз некоторые общие тенденции. Момгно ии (11!. утверждать, что вообще о' увеличи- вается по мере того, как усиливается волнение на море, за исключением случаев падения под углами, близкими к вертикальному, когда наблюдается обратный эффект.
В работе (9! даны результаты наблюдения отраженного радиолокационного сигнала от водной поверхности в зависимости от ветра при помощи РЛС с рабочими длинами волн 8,6 мм, (,25 см и 3,2 см, установлен ой на мосту через реку (рис. 5). Эти исследования указывают, а многие другнз подтвержда1от сделанный из них вывод, что при скоростях ветра менее 2,5 м1с отражение незначительно, за исключением углов скольжения, близких к нормальному. Для зеркально гладкой воды отражение при падении по нормали очень велико и уменьшается более чем иа 35 дБ при углзх падения, отличающихся всего на 1О' от вертикального. Было обнаружено, что при углах скольжения, близких к 90' (падение по нормали), величина а' уменьшзется при появлении ветра. При углах скольжения менее примерно 80*, величина а' при появлении ветра увеличивается. Аналогичные результаты дали измерения в диапазоне волн (5 — 30 см ((0) (рис. 6).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
