Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 93

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 93)

По класс«ческой теории океанических волн скорость и=(йь !2п) г . (1!) 3 7 уверил отражения радиолокасчионкоео смекала ог морской поверхности к явного отражения. Хотя конечной целью является отыскание единого меха- ' ~яма который правильно описывает обратное ~ассейййй ~Щ!гбйбпапцонпцго ! ',.„зла для любого угла скольженйя, все же легче рассматривать модем~и прд- с меийтельно к каждой области отдельно. Рассеяние сверхвысоких частот, наблюаемое в области йвазйзеркального отражения, вкратце можно объяснить действием отражающих граней-фацетов, размеры которых велики по сравнению к длиной волны РЛС. В области плато рассеивающими элементами являются грани капиллярных волн, сравнимые по размерам с длиной волны РЛС. В области интерференции доминирующую роль играет сложение векторов прямого Ъуча и лучей, отраженных от поверхности воды. В работе (27) рассмотрено отражение радиолокационного сигнала от морской поверхности для некоторых ограниченных случаев.

Одно из таких ограничений состоит в допущении абсолютно гладкой поверхности и идеальной проводимости. Как уже отмечалось ранее, коэффициент местных помех о' прн нормзльном падении радиоволны на гладкую поверхность равен одной четвертой усиления радиолокационной антенны. Таким образом, для усиления антенны в 30 дБ величина ое = 24 дБ. уменьшение ое при отклонении угла падения от нормального происходит очень быстро. В соответствии с законом Ламберта шероховатой поверхностью яйлйется такая поверхность, единица плошади которой рассеивает мощность, пропорциональную коси)(усу острого угламежду направлением рассеяния и перпендикуляром к поверхности для данной единичной площади.

Прн условии, что диффузная поверхность идеальна праводищая, получается оз = 4 з(па Ф. Зна. чения о' для идеально гладкой поверхности получзются больше, чем обычно наблюдаемые при нормальном падении; равным образом и значения ое для идеально шероховатой поверхности получаются больше, чем наблюдаемые при углах падения, отличающихся от нормального.

Таким образом, в теоретическом Злаке морскую поверхность нельзя рассматривать ин как ндеальнб гладкую, .ян, кзк идеально шероховатую. Первые модели для объяснения отражения радиолокационного сигнала от морской поверхности были предложены еще в годы второй мировой войны. С тех пор прогресс в понимании свойств морской поверхности в смысле ее влияния на отражение радиолокационного сигнала, был весьма незначительным. В работах (7, !3, !8) сделаны первые попытки объяснить отражение от морской поверхности путем применения теории дифракции к крупномасштабным морским волнам или к макроструктуре морской поверхности.

В качестве модели рассматривалось синусоидальио гофрированное зеркало и для анализа использовались обычные методы физической оптики. Результатом анализа этой модели явилась полярная диаграмыа для интенсявностн рассеяния, подобная диаграмме для дифракционяой решетки, которая показывала дискретные максимумы при углах, соответствующих разным лепесткам дифракционной решетки. Сам автор отмечал, что это, но-видимому, не соответствует истинному положению вещей (7).

(Более поздние исследования показали, что при определенных условиях в яндикатрисе рассеяния все же имеются лепестки дифракционной решетки (33).) В работе (29) сделана попытка достаточно нерегуляряую модель рассмотреть, исходя из предположения, что поверхность моря состоит «з синусоидальных волн, причем последовательные волны имеют разные амплитуды и длины с гауссовым распределением. Вычисления выполнены с использованием модифицяроваипого принципа Кирхгофа. Хотя эти модели давали результаты, находящиеся в качественном согласии с некоторыми экспериментальными данными (в частности, они давали сходную с фактически наблюдаемой зависимостью от угла», они не объясняли различий в зависимости от поляризации, а расчетные значения интенсивйости отраженного сигнала были на много порядков меньше измеренных.

Ретроспективно оказалось, что гладкая поверхность для модели с сйнусоидальной волной ие отвечает реальным условиям для СВс(. Известно, что протяженные сравнительно гладко распределенные цели плохо рассеивают сигнал в обратном направлении, если только оки не имеют разрывов илн если поверхность не шероховата. 343 Гл, й. Отражение рпдиолонпиионного сигнале ог морской поверхности Интересно отметить утверждение )13) о том, что для возможности объяс пения экспериментальных результатов теория должна учитывать, что максималь.

ная длина волны на поверхности моря, которая дает вклад в отражение от его поверхности, составляет только половину длины рабочей волны. На СВЧ «та. кими волнами могут быть только небольшие неоднородности на поверхности более крупных волн; на деле это соответствует волнам ряби, меньшим, чем «а. блюдалось до сих пор». Такая Рябь существует, и она может иметь важное зиа.

чение длЯ РассеаииЯ Радиолокационного сигнала на СВЧ. АвтоР этой Работы (Голдстайн), конечно, был прав, и можно только сожалеть о том, что его сооб. 'ражсния не были исследованы более строго. Автор этой работы исследовал также гипотезу, что рассеяние является ре.

зультатом влияния разбрызгивания капель над поверхностью воды. Разбрыз. гиванием капель над поверхностью воды можно качественно объяснить полири. зационные эффекты, которые наблюдались экспериментально при малых углах скольжения. При анализе этого явления исходили из того, что капли брызг облучаются прямым лучом РЛС и лучом, отраженным от поверхности воды Иа водяных каплях происходит векторное сложение этих двух лучей подобно тому, как это рассматривалось в й 2.6, При горизонтальной поляризации величина коэффициента отражения очень близка к единице и фазовый сдвиг при отраже. нии составляет примерно и радиан. Таким образом, при малых углах околыше.

ния должна происходить ослабляющая интерференция, и энергия облучения капель должна быть мала или равна нулю. Чем меньше энергия облучения цели, тем меньше должна быть величина отраженного радиолокационного сигнала. Аналогичный эффект должен наблюдаться при вертикальной пол но имеется важное отличие: для брюстеровского угла величина к фрици и отРажения меньше единицы, и поэтому прямой и отраженныи л чи „ такого взаимного ослабления, как при горизонтальной поляризац и Г „„„ образом, вертикально поляризованные волны при малых углах скольжения должны доносить больше энергии до поверхности и давать большее отражение, чем горизонтально поляризованные.

Простая теория говорит, что для чалых углов скольжения отраженный сигнал пРн гоРизонтально поляризованном из. лучении над идеально отражающей поверхностью должен меняться пропорцио. нально Фе. По мере того как море становится более бурньш, иаблюдае»1ые эксперимен. тально различия для двух видов поляризации у»~свыкаются. В теории капель это объясняется тем, что по мере того, как море становится более бурным, ии. терференционная картина,'в особенности в ее минимумах, проявляет тенденци1о к разрушению. Поскольку капли малы по сравнению с длиной волны, капель ная теория показывает, что отражение радиолокационного сигнала должно менатьса пРопоРЦионально гг пРи бУРной погоДе и пРопоРЦионально Уа пРи тихой погоде.

Такая зависилюсть величины ое наблюдается не всегда. Другой причиной, которая заставляет сомневаться в достоверности капельной теории, является та, что наблюдаемая экспериментально зависимость от поляризации получается наибольшей при спокойном люРе, когда никаких брызг нет. По этой и другим причинам в работе )!3) сделан вывод о том, что »маловероятно, чтобы капельный механизм отображал фактическое положение дел», В капельной теории наибольший интерес представляет зависимость от поляриза, ции.

Она необязательно обусловлена действием рассеивающих элементов в виде капель. Поэтому при поисках лучшей модели нужно искать другие рассеивающие элементы, не забывая при этом концепцию прямого и отраженного лучей при малых углах скольжения. Следует отметить, однако, что, как упоминалось в 4 8.4, разрушение волн приводит к образованию барашков и брызг, которые обусловливают отраженные сигналы малой длительности, имеющие характер выбросов. Таким образо»к брызги, капли и барашки на волнах могут вызывать отражение радиолокационного сигнала, но не они, по-видимому, дают главный вклад в отражение радио.

локациониого сигнала от морской поверхности. И хотя между барашками на 344 8 К Теория отражения радиолокационного сигнала от морской ноеерхности волнах и фиксируемыми на экране индикатора типа А сигналами, имеющими характер выбросов радиолокационных отражений, может наблюдаться определенная корреляция, неясно, откуда идет главный вклад в отраженный сигнал: от брызг или от очень острых гребней, образующихся на волнах перед нх разрушением. Катцин (24) развил все эти положения дальше в предположении, что вместо капель рассеяна!ощими элементами являются небольшие участки или фацеты, имеющиеся поверх основной крупномасштабной картины волн. Поверхность моря рассматривается нм как состоящая из фацетов различных размеров с ориентацией относительно основного контура волнения и предполагается, что фазы сигналов, рассеиваемых от этих фацетов, независимы. В итоге сделан вывод, что так как значения па при малых углах скольжения л|алы (!О-а и менее), то механизм рассеянии должен иметь четко выраженную направленность, Это побудило его исследовать рассеивающие свойства плоских наклонных пластинои (фацетов).

Характеристики

Список файлов книги