Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 1 - 1976 г. (1151800), страница 98
Текст из файла (страница 98)
— Ред. «*' Дополнительные трудности, которые налагают необходимость определения фазы рассеянно о сигнала и особенности работы широкополосных РЛС с гысоким разрешением на нонцепцию ЭПР, рассмотрены виже. 356 9.2. Определение эффективной площади рассеяния Эффективная площадь рассеяния обычно определяется как параметр, нз зависящий от дальности до цели.
Это положение справедливо в условиях дальнего поля, т. е. если цель расположена от передающей антенны достаточно дале. ко, когда можно считать правильным допущение о том, что отраженная зализ в окрестности приемной антенны является плоской. На практике обычно астре. чаются два эквивалентных определения ЭПР. Э к с и е р н м е н т а л ь н о е определение формулируется в терминах гипотетических радиолокационных передатчика и приемника; при этом цель рассматривается кзк связующий элемент между двумя антеннами. Т е о р е т и ч е с к о е определение связывает падающее и рассеянное электромагнитные поля и используется главным образом при теоретических исследованиях ЭПР. Экспериментальное определение ЭПР можно получитс непосредственно из известного уравнения дальности радиолокации (Ц (см.
также гл. 2) о=(4п)з Еа Рг/Рс бэ Хз, где Рс — мощность, подводимая радиолокационным передатчиком к его антек. не; Є— мощность, подводимая приемной антенной к ее нагрузке; Š— расстояние от радиолокационной антенны до цели; Л вЂ” длина волны РЛС; 6— коэффициент усиления передающей (приемной) антенны. Таким образом, ЭПР имеет размерность площади. Исходные предпосылни двя приведенного выше определения те же, которые использованы при трак. танке уравнения дальности радиолокации для расчета принимаемой мощности. Эти предпосылки приводятся ниже. 1.
Локальная плотность мощности у цели создается передатчиком и его антенной. Она выражается как Ггрс/4пЕз и измеряется в ааттах иа единицу площади. 2. Захват части падающего потока н его обратное излучение учитывается безразмерным коэффициентом и/4цяя. Гипотетическая площадь и определяется в терминах обратного излучения и дает наблюдаемую у приемника плотность потока мощности.
3. Обратно излученная мощность, перехватываемая приамной антенной, определиется площадью, равной эффективному раскрыву антенны 0)сз/4п. Экспериментальная концепция ЭПР воплощена в и. 2. Следует отметить, что ЭПР цели в том виде, как она определена здесь, меньше ядифференциального поперечного сечения рассеяния», которое дается в учебниках физики (2), в 4п раз. Это различие обусловлено тем, что в физике рассеянная энергия рассматривается как равномерно распределенная по поверхности сферы единичного радиуса.
Теоретическое определение ЭПР дается несколько более компактным урви. пением вида (3) (2) о=4п)(з Егп (Е,/Е,(э, и со где Е, — величина электрической составляющей издающего электромагнитного поля; Е, — величина электрической составляющей рассеянного электро. магнитного поля, замерениая гипотетическим наблюдателем; )с — расстояние от цели до гипотетического наблюдателя, В этой формуле предел введен лишь для того, чтобы показать, что расстояние от цели, на котором производится гипотетическое наблюдение, достаточно велико, и в рассеянном поле проявляется только зависимость Е т. Эта зависимость приводит к сокращению коэффициента Ез, который стоит множи.
телем в выражении для рассеянного поля. В условиях свободного пространства, которое здесь подразумевается, отношение ( Е,/Ея (з равно отношению плотностей мощности погона рассеянной н падающей волн. 332 Гл Р Э»Рфектпвяпя площадь раггеяяия 9.3. Единицы эффективной площади рассеяния Эффективная плошадь рассеянна имеет размерность площади.
В ранних ра ботах по измерению этой величины в качестве единицы обычно использовался хеадратяид 4»рт. В настоящее время за едияицу прицят яж»братний м«тр. Для теоретического анализа целесообразно пользоваться такой единицей. как квадрат длины волны, поскольку зта едвница особенна удобна при определении частотных зависимостей (см. 99.5).
В связи с тем, что обычно величина ЭПР изменяется в широком аинамическом диапазоне, экспериментальные и теоретические данные часто представ ляются в логарифмическом масштабе. Например, значительную часть данных, приведенных в э 9.6, составля»от данные об ЭПР в децибелах относительно одного квадратного метра или в децибелах относительно квадрата длины волны. 9.4. Поляризационная матрица рассеяния Хотя об ЭПР объекта принято говорить как о чем-то вполне определенном, известно, что она зависит: от формы и материала цели; угла (нли углов в случае двухпозиционной системы), под которым наблюдается цель; рабочей частоты РЛС; поляризации передающей и приемной антенн РЛС.
В частности, если цель наб. аюдается под определенным углом иа одной частоте, то ее ЭПР зависи» от поля ризации (4). Паляризационная матрица рассеяния вводится чтобы представать обратное излучение цели в виде, не зависящем от поляризации волны РЛС Рб Рассеяние выражается в виде явной функции поляризации сигнала РЛС, когда определены матрицы, описывающие поляризационные свойства антенн и цели. Рассмотрим передающую антенну; ее поляризационные свойства можно представить выражением где») — матрица из одного столбца, определяющая полвриэацию нзлучаемо»1 волны; у» — угол (О ~ у» с я/2), обозначающий ориентацию линейной поля ризации, которая наблюдаетсв прн 6» = О, относительна горизонтальной пло. скости, и Ь» — фазовый угол, который может меняться в пределах от О до 2п.
Таким образом, поляризация волны определена, когда известны у», Ь» и направление распространения. Далее рассмотрим приемную антенну, поляризация которой выражается однострочной матрицей р = [соз у„з<п у„е <ад <ч< При этом предполагается, что «поляризация» приемной антенны соответствует поляризации этой аатепны, когда она используется в качестве передающей. Эффективная площадь рассеяния цели для поляризации»< передающей антенны и поляризации р приемной антенны дается выражением а=) р 3»)), где 5 обозначает комплексную матрицу рассеянии, используемую для выра женка поляризациоииых свойств цели. Для болыпей точности прн описании ЭПР следовало бы использовать не матричное, а скорее тензорное обозначение. Однако общепринято допуш«нне о гомогенности и изотропности среды и существо.
ванин линейной зависимости между величинами, определявшими поле а каждой его точке, когда речь идет о поле падающего излучения. При таких допущениях тензорное обозначение не даст никаких преимущес»в. (Г г У.м Метода измерения ЭПР Если правильно выбрать координаты лля того, чтобы наиболее удачно исяальгазать поперечный характер дальнего пола, то матрицу рассеяния 3 можно выразить в аиде матрицы 2 Х 2. Допущение дальнего поля а качестве необ. ыыднмога условия требует, чтобы расстояние между приемником н целью было белавин по сравнению с длнной волны н размера«и рассензающего тела. При атом условии раанальной составляющей поля рассеяыыя, которая обратно пропорциональна лвварату раоотоянкя, можно пренебречь в сравнении с попереч«ымл составляющими, которые ыаменяются пропорционально Й Пряведенные выше попущения лннейносты н дальнего пола приводят к сле.
дующей форме матрацы рассеянна для произвольного гела (Н озыачаетгорызонкзльыую поляризацию, а»» — вертикальную): ф' онн ею"н у'оно е»рнч1 . ~»ачн е/рчн )угачуе»руу»» (б) Зхеоь Р анн — элемент матРипы РассеЯниЯ, а Рнн — соответствУюшаЯ фаза. й— Прнведекязя выше матрица называется линейной матрицей рассеянию тзк как она содержит элементы, которые соответствуют четырем линейным номбяна,маям поляризаций передающей и приемной антенн. Иногда встречаются и дру'гие представления, эакие как, например, машрица рассеяния е круговой поллри.
заимей. Поскольку линейная и круговая матрицы связаны простым преобразованием, то фундаментального различна между ними нет. Матрица рассеяния снмметрнчна (рг пну= )г'аун( рну — — рчн) по крайней меыя в дзул случаях: — пры даухпозицнонном рассеяния, когда тело является идеальным про. водником; — при обратном рассеянна от произвольного тела, отвечающего требованиям двух допущений, сформулированных выше. »(роме того, значнтельное упрощение получается, если цель является телом ырыщеяня. 'При этом можно ориентировать цель так, чтобы линяя вяаяровання еракадяяа через горизонтальную плоскость симметрии; таким образом матрицу рассеянна можно свести к диагональной, тогда ргаы»» = О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
