Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Катцин утверждал, что эта теория объясняет поведение отраженных сигналов в области интерференции и при критическом угяе дает приближенную зависимость от поляризации и частоты, а также соответствует характеру изменения отраженных сигналов прн углах падения, близких к нормальному. Утверждается также, что она объясняет выбросы отраженного сигнала, характерные для горизонтальной поляризации при малых углах скольжения. Теория фацетов Катцнна не может, однако, объяснить наблюдаемое различие уровней отраженного от морской поверхности радиолокационного сигнала при распространении радиоволн против ветра и по ветру (см.
й 8.3). Скули ()4) предполагает, что это обусловлено отсутствием данных о размерах фацетов и распределении их наклона, на осйовании чего возможно вйпбхнение' расчетов'. Как уже упоминалось в $8.3, в ) !3) определена статистика размеров граней в лабораторной аэродинамической трубе с волновым лотком, и на основании этих измерений вычислена величина отношения отражения сигнала против ветра к отражению по ветру в функции угла скольжения для нескольких частот. Результаты вычислений, как показано на рнс.
9, находятся в достаточном качественном согласии с результатами измерений, что говорит в поддержку катциновской фацетной модели. Как Скули, так и Катцин исходили нз того, что рассеяние от граней практически не зависит от поляризации. Райт (12, 26) экспериментально и теоретически исследовал рассеяние от капиллярных волн при средних углах скольжения в области плато. Он считал более приемлемым принимать за рассеивающие элементы небольшие участки поверхности волны, рассеивающие свойствз которых, как показал эксперимент, сильно зависят от поляризации.
Капиллярные волны представляют собой небольшую возбужденную ветром рябь с длиной волны менее примерно 2,5 см, которая проходит поверх более крупной структуры волн. Капиллярные волны имеют важное значение в механизме рассеяния сигналов в диапазоне 3 см и более высоких частот, так как рассеяние приписывается волнам на воде, имеющим постоянную распространения й = 2п(Лм, которая связана с постоянной распространения СВЧ йе = — 2пйт выражением А =- 2йа соз Ф, где Лм — длина волны на воде; Лт — длина волны РЛС и Ф— угол скольжения. Для рассеяния от таких волн Райт получил теоретическую зависимость н сумел получить хорошее согласие между теорией и экспериментальными измерениями изменения величины оч в функции угла скольжения для вертикальной поляризации. )(ля горизонтальной поляризации согласие с теорией было несколько хуже.
Работа Райта представляет определенный интерес, так как он проводил свои эксперименты при контролируемых лабораторных условиях в волновом лотке. Хотя волновой лоток не может аппроксимировать океан во всех отношениях, контролируемые лабораторные эксперименты дают понимание факторов, определяющих отражение радиолокационного сигнала от реальной поверхности океана. Применение Райтом теории рассеяния первого порядка (для малой амплитуды) показалось более успешным, чем предыдущие попытки свя- Гл 8. Отражение радиолокационного сигнала от морской поверхности затэ количественно отражение радналокацнонного сигнала от морской поверхности со свойствами волн океана. Представляется твердо установленным, что теории, опнсывающне радио. локационное рассеяние от поверхности океана, должны учитывать, наряду со структурой больших волн, структуру мелких волн (капнллярные волны, рябы фацеты). Еслв частота не слишком высока, то влияние мелкомасштабной струк.
туры волн должна быть ничтожным, н только большие волны оказывают влилнне на отражение радиолокационного снгнала от морской поверхностн. Об этом упомнналось вкратце в $ 8.6 прн рассмотрении допплеровского эффекта На более низких радиолокационных частотах (ВЧ, СВЧ н, возможно, УЧВ) длина волны снгнала РЛС сравнима с длннамн волн на воде, которые уже представлягот интерес для специалистов по океанографнн.
Спектральные характернстнкн таких волн в океане можно получить скорее, чем спектры капиллярных волн, оказывающнх влияние на более высоких частотах. К настоящему моменту достигнут значительный прогресс в поннманнн физического механизма отражении раднолокацнонного сигнала от морской поверхности, а также в разработке натематнческнх моделей, позволяющих колнчественно прогнозировать отражение раднблокацяонного 'сигнала от морской по.
верхностн н сравнеРвать'теорню с экспериментом. "Однако построение полной теорнн отражения раднолокацнонного пятнала от морской поверхности еще не завершено. 8.8. Влияние местных помех от моря на проектирование радиолокационной станции Положение, когда чувствнтельность РЛС, предназначенной для обнзрун<ення целей над поверхностью воды, ограничивается скорее отражением ив~нала от морской поверхности (нлн, иными словами, местными помехамн), чем тепловымн шумами приемника, совсем не необычно.
Отражение радиолокационного снгнала от морской поверхности может проствраться до горизонта РЛС, который в типичном случае достигает примерно 15 км для корабельной РЛС н зпачнтельно больше для самолетной. Подход к проектврованнго РЛС, предназначенной для работы в условиях местных помех, может существенно отлнчаться от проектнровання РЛС с шумовымн ограннченнямн. В настоящем параграфе термин местные помехи ат моря нспользуется вместо теринна отражение сигнала от морской поверхности для таге, чтобы подчеркнуть, что отражение от моря есть помеха, которая <забнвает» РЛС, создавая ложные цели н затрудняя обнаружение истинных целей. Прн таком поло.
женнн задача проектировщика РЛС состоит в том, чтобы снизить уровень помех, на фоне которых пух<но обнаружить цель, путем разрешения цели по допплеровскай частоте (прн помощи индикатора движущейся цели), по дальностн (нспользуя шнрокуго паласу частот), н по углу (нспользуя узкую днаграмл<у направленности). Улучшения обнаружнмостн целей на фоне помех можно достнгнуть соатветствугощнм ннтегрнрованнсм снгналов за несколько циклов развертки н нзмененнем частоты от импульса к импульсу, чтобы использовать незэвнснмые выборки помеховых отраженных сигналов. Такие способы, как кспользованне логарнфмнческнх приемников с малой постоянной нременн, адаптнв. ных схеи дискриминации видеосигнала по пороговому уровшо н подобных методов, не дают увеличения отношения уровня сигнала цели к уровню помех.
Онн лишь предотвращают перегрузку приемника нлн ннднкатора. Уравнение дальности радиолокации для местных помех. Уравнение (10) гл. ! определяет дальность импульсной РЛС, прн помощи которой выявляется местная помеха прн малых углах скольжения. Это уравнение имеет внд рт»х (5/С)тта< Оь с (т/2) зесФ ' В.В. Влияние местных ломех ог моря на проектирование РЛС где )!шах — максимальная радиолокационная дальность; о — ЭПР цели; (В/С)шго — минимальное отношение сигнал!поьгеха, необходимое длн надежного обнаружения; Оь — ширина луча по азимуту; с — скорость распространения радиоволн; т — длительность импульса; Ф вЂ” угол скольжения. Это уравнение отличается от обычного уравнения дальности действия РЛС (такого, как (5) в гл.
1) тем, что имеет ограничения скорее по шумаль чем по помехам. Отметим, что дальность, выражаемая уравнением (13), не имеет четной зависиыости от излучаемой мощности. Увеличение мощности вызывает усиление отражения от цели, но одноврелгенио и примерно на столько же она вызывает усиление отражения от источнинов местных помех. Излучаемая мощность ие фигурирует в уравнении дальности радиолокации до тех пор, пока эта мощность достаточно велика, чтобы уровень отраженного радиолокационного сигнала местных помех в приемнике был зиэчительно выше, чел~ собственные шумы приел1ника.
Здесь для простоты шумы приемникз ие учитываются, однако ими нельзя пренебречь при больших дальностях или когда коэффициент местных помех оа мал. В уравнении (13) не присутствуют в явном виде нн усиление антенны, ни эффективная ее апертура, зэ исключением ширины луча по азин),у 'Вь. Чтобы уменьшить размеры участка, создающего местную помеху, на фоне которой нужно выделить полезный радаолоиацнониый сигнал, желательно иметь узкий луч. А узкий луч предполагает высокое усиление. Чем выше частота, тем для данного размера апертуры больше усиление. Эти соображения могут привести к выбору высокой частоты для РЛС, которая должна работать н условиях воздействия местных помех, вызванных отрзжением от морской поверхности.
Однако следует иметь в виду, что чем выше частота, тем больше величина ач, в особенности, если поляризация горизонтальнзя. Никаких общик правил для выбора рабочей частоты РЛС дать нельзя, поскольку в каждом конкретном случае необходимо учитывать факторы, которые ие выражены явно в этом упрощенном уравнении дальности радиолокации. Для получения большой дальности действия в условиях влияния местных помех длительность импульса РЛС должна быть не велика. Эго может показаться странным так как чем меньше длительность импульса, тем меньше энергии содержится в сигнале.
В противоположность опыту работы с РЛС, дальность действия которых ограничена шумами, меньшсе количество энергии в импульсе малой длительности в данном случае не ухудшает обнаружительной способности, если толька справедливы допущения, содержащиеся в уравнении (!3) (в частности, что местные пол~гав велики по сравнению с шумами приемника).
Для извлечения выгоды из уменьшения уровня местных помех благодаря испольаованию импульсов малой длительности, а также чтобы увеличить энергию передаваел1ого сигнала для увеличения дальности действия РЛС, когда ее работа ве ограничивается местными помехами, можно использовать формы сигнала со сжатием импульсов. Следует иметь в виду, что слишком малая величина алел~сита разрешения может иногда приводить к ухудшеннго обнаружительной способности, если разрешение индикатора хуже разрешения, обеспечиваемого самим радиолокационным сигналом. В результате могут возникнуть дополнительные потери. При использовании РЛС с высокой разрешающей способностью может возникнуть еще одна проблема, состоящая в том, что получаемая прн этом информация слишком обширна для того, чтобы ее мог эффективно использовать оператор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
