Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Э. Отиошевие ды, овволвовнниой ний величины угла сивое отражению по ветру, чем результаты в 1!4), полученные при помощи волнового лотка в аэродинамической трубе. На рис. !О представлены экспериментальные данные о величине отношения отражения радиолокационного сигнала против ветра к отражению по ветру и к отражению при боковом ветре. Важно отметить, что на результаты измерений величины оо могут влиять океанические течения н их направление относительно направленая ветра. Например, отмечено, что отражение радиолокационного сигнала от океана в обла. сти течения !'ольфстрим близ берегов Флориды получается значительно большим, когда ветер северный или северо-восточный, чем когда ветер такой же скорости дует с юга или с юга-востока.
Поскольку здесь течение Гольфстрим направлено на север, то когда ветер дует с севера, против течения, относительная скорость воздуха и воды унеличивается на р,. Аналогичным образом, когда ветер дует по течению, его скорость р, вычитается и относительная скорость отличается на 2о, в зависимости от направления ветра относительно направления течения. Предстаиляется очевидным, что именно из.за втой разницы 2о, н происходит 332 ф !4 !2 с !В 4 2 д 3 Й -4 !д '2О,В 40 50 ВО УО ВВ Во Угол скольжения, град интенсивности отражении рвдиолопвннонного сигнала от поверхмостн воветром, ври направлении распространенно против ветра н по ветру о функсколыкенип длв трех споростей ветра н усредненной длины валми, постропо данным нлиереннй в волновом лотке прн Х 3 см и Х 3 см. Штриховев линии проведена длв Х ! см !!41. В.З.
Волнение морд и ветер сильное возрастание энергии, передаваемой ветром океану вблизи континентальной части США при северном или северо-восточном ветре (т. е. против течения гольфстрим). Это обстоятельство может быть одной из причин разброса результатов измерений, так как мало кто из исследователей радиолокационного отражения от морской поверхности учитывал при своих наблюдениях океанические течения.
13 гп 5 ь ~~ -5 ~-15 )д И дд йд бд бо Уа дп Уб Угсп слспалгеппп, град а/ к 15 ь ь сь -5 Р 10 га дд бо бд бо И бд РР Угсп спспьжспап, град Ф Рис. 1З. Результаты акспернментальных намерений отношений отражений: и — против ветра/по ветру; б — против ветра|при боковом ветре. Сплошные линни: днапааон 3 см (С) — горнаонтальная н х — вертикальная поляризация иалученнн н приема); штриховые линии; диапааои 15 — Зо см )гт — горизонтальная и Π— вертикальна» поляризация излучения и приема).
Усреднение по данным аа 5 дней. Средняя ско- рость ветра 5 и)с [52!. Хогя в результатах большинства радиолокационных исследовюгнй имеютсн данные о скорости ветра, необходимо учитыпать, что приподимые средние значения не могут быть достаточно показательными, Дело в том, что ветер лгеняется не тельно во времени, но и в пространстве, он может быть ровным или порывистым. Измерения ветра по большей части проводятся на некоторой высоте над поверхностью воды, ветер же у самой поверхности может значительно отличаться от ветра на высоте измерения. В результате данные, которь)е предположительно получены прн сходных условиях окружающей среды, как об этом свидетельствуют отчеты отдельных исследователей, могут значительно разниться между собой.
333 Гл. 8. Отражение радиолокационного сигнала от морской поверхности ВА. Влияние поляризации излучения При углах скольжения больше примерно 60' от горизонтали поляризация сигнала мало влияет на его отражение от морской поверхности. Однако при малых углах скольжения это влияние может быть значительным, как показано иа рнс. 3. При спокойном море и слабом ветре отражение сигнала с горизональной поляризацией значительно меньше, чем отражение сигнала с вертикальной поляризацией.
Отражение сигнала с горизонтальной поляризацией с усилением ветра увеличивается быстрее, чем отражение сигнала с вертикальной поляризацией Поэтому при сильном волнении моря различие в интенсивности отражения сигнала от морской поверхности становится менее зависимым от поляризации. 1!сьоторые исследователи иногда отмечали, что отражение вертикально поляри-, зованного сигнала диапазона 3 см от морской поверхности прп бурном волнении ".
гд )О О )О 28 ЮО 48 58 ОО Угол ггйлажелил О' Рнс. Н. Отношенпе отраженного от морской понеркностн раднолокацнонного сигнала с еср- о о тнкальной полнрнзацней орр к отраженному снгнелу с горизонтальной полнрнзацней пнм дл» частоты )з Ггц (сплошные лнннн) н 1,2 Ггц (штрнконые ленин) (ы). на несколько децибел меньше, чем горизонтально поляризованного [13). По свидетельству исследонателей, это происходит при боковом ветре, когда луч РЛС направлен вдоль ложбин волн иа поверхности моря (30). Иногда для характеристики влияния поляризации используется отношение сигналз с исртнкальиой поляризацией очес к сигналу с горизонтальной поляризацией плон, отраженным от единицы поверхности (рис.
11). (В этих обычно используемых обозначениях первая буква в индексе обозначает поляризацию зондирующего сигнала, а вторая — принимаемого; У вЂ” вертикальная поляризация; Н вЂ” горнзоитальнав поляризация). Величина этого отношения при частоте 10 ГГц получается меньше, чем при частоте 1,2 ГГц. Поляризация может оказывать влияние на величину критического угла. В простой модели отражающей поверхности, рассмотренной в э 2.6, критический угол есть угол, ниже которого наблюдается ослабляющая интерференция, и отражение сигнала при дальнейшем уменьшении угла быстро уменьшается.
Степень ослабляющей интерференции зависит от амплитуды и фазы отраженной от поверхности вперед распространяющейся полны относительно амплитуды и фазы прямой волны. Так как отражение от поверхности для двух поляризаций различно, то поведение отраженного сигнала при малых углах скольжения танже может быть различным. В работе (17), на осноне ограниченных экспериментальных данных, дано следующее выражение для критического угла Фс: а)п Фс — 172йш, (4) 8.4. Влияние поллриэа«(ии излучения где дм — определяется как высота, которую превышают 108««волн; Х вЂ” длина волны РЛС.
(Интересно заметить, что критический угол можно опрелелить и другим путем. Для точечной цели, расположенной на высоте й над ровной поверхностью, критический угол определяется равенством з(п Ф, = )«/4М для цедр, равномерно распределенной на высоте й, величина з!п Фс = Ьбй. Если же для определения критического углз использовать критерий шероховатости редея, то з(п Ф« = ХГ88, где й — высота шероховатости поверхности). При скорости ветра 7,5 мlс, примерно соответствующей данным, представленным на рнс, 3, средняя высота одной десятой наивысших волн составляет 1,5 м. При допущении, что это хорошая аппроксимация Ьч, уравнение (4) дает критический угол около 0,6' для частоты 10 ГГц, 4,5" для 1250 МГц, 13 для 450 МГц и 2У' для 220 МГп.
При частоте 50 МГц уравнение (4) не дает значения критического угла менее 90». Тзн «ах хрнтнчесний угол зависит женин сигнала от морской поверхности, связанные с волнением моря или ветром, прн малых углах скольжения можно объяснить изменениями величк;ы критического угла. Следует иметь в виду, что определение величины критического угла по уравнению (4) основано на упрощенной модели, и поэтому достичь соответствия энспериментзльных данных с той «точностью», которая подразумевается значения»«н в приведенном выше примере, трудно.
Критический угол должен быть выражен при горизонтальной поляризации сигнала, так как в этом случае коэффициент отражения близок к единице и нзленение фазы при отражении примерно„равно 180' (см. 4 2.6). При вертикальной поляризации или при бурном море кр»ыический угол не всегда может выражатьсн гак просто, как он дается уравнением (4).
На СВЧ преобладающими рассеивающими элементами, обусловливающнмн отражение сигнала от морской поверхности, являются, по-видпмому, не те элементы, которые создаются макроструктурой волн. Теория говорят, что обратное рассеяние от чисто «сннусоидального» волнения моря должно быть нее«лико, когда облучение происходит под углами, отли ~ающимися от близких к нормали. Экспериментальные данные покззываюг, что рассеяние происхош«г от отдельных граней-фацетов или капиллярных волн, которые проходят нзд мзкроструктурой волн. Анализ рассеяния от такой цели должен дать резульгаты, отличные от тех, которые дает упрощенная модель, используе»«ая для определения критического угла по уравнению (4). Более то«о, при малых значениях угла следует учитывать и эффект дифракции, а также нривизну земной поверх.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
