Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Преимущество преобразования частотного спектра в характеристику углового рассеяния состоит в том, что прн атом обычно получается более высокаи разрешающая способность при малых углах падения (вблизи от подлокаторной точки), чем при использовании данных по задержке. В то же время данные по частоте дают ухудшенное разрешение прн больших углах Поскольку весовые коэффициенты, вносимые разными участками рассеивающей поверхности, различны в каждой из этих двух методик измерения, сравнение результатов служит для проверки принятого выше допущения об отсутствии зависимости рассеяния от азимута. Форма характеристики углового рассеяния совместно с измерениями степени поляризации эхо-сигналов дает статистическую информацию о структуре поверхности.
Можно отметить два типа взаимодействия радиолокационного облучения с поверхностью цели Первый тип — это квазизеркальное огра. жение от сравнительно гладких наклонных волнообразных поверхностей. В этом случае высокаи степень когерентности падающей волны в значительной мере сохраняешься при отражении, и обратное рассеяние ограничено углами, близкими к нормальному падению на волнистую поверхность.
Второй тип взаимодействии — это рассеяние небольшими неоднородностями, соизмеримыми с длиной волны. В этом случае в эхо-сигнал вносятся значительная некогерентность н случайная поляризация, так что большая часть энергии рассеивается обратно в широком диапазоне углов падения. В результате наблюдения характеристики рассеяния при разных подари. зациях и на ряде рабочих частот оказалось возможным получить информацию по обоим типам рассеяния для Луны, Меркурия, Венеры и Марса.
Средний наклон относительно больших (по сравнению с длиной волны РЛС) волнообразных поверхностей меняется от типичных значений 3' для Марса и б' для Венеры до примерно 1О' для Луны и Меркурия. Среднее количество неоднородностей на единицу поверхности, соразмерных с длиной волны, зависит от длины волны и примерно одинаково для всех изученных объектов (хотя эта составляющая рассеяния мевьше исследована для Марса и Меркурия).
(Подробное описание полученных результатов см. в (27).) Отражательная способность. Измерения абсолютного значения мощностиэхо-сигнала позволяют определить электрические характеристики поверхности цели. Составляющая эхо-сигнала, соответствующая лучу, падающему почтя по нормали к поверхности (квазизеркальиое рассеяние), определяется выражением [28) и =)7 (1+сг') )( где оэ — квазнзеркальная часть ЭПР, полученная в результате решения уравнения дальности радиолокации (см. $ 7.2); Я вЂ” коэффициент отражения поверхности при нормальном падении; а — среднеквадратический наклон поверхности (определенный из характеристики углового рассеяния); )(а — часть позе хности, образующая зеркальное отражение и а — радиус цели. наченне (7 было достаточно хорошо определено для Луны на волне 5= 23 см Оно оказалось равным 0,055, а для Венеры, например, оно менее известно и составляет, по-видимому, около 0,12 в дециметровом диапазоне.
Коэффициент отражения связан с электрическими свойствами поверхностм (если принять один тип взаимодействия при отражении) выражением где е — диэлектрическая пронипаемость поверхностного слоя. Обычно принимают, что проводимость поверхностного слоя и магнитная проницаемость пренебрежимо малы для поверхностей Луны и планет. При ших допущениях 22$ Гл. 7, Радиолокационная астрономия приведенные выше значения )ч дают значения диэлектрической проницаемости для Луны и Венеры, равные 2,6 и 4,2 соответственно. КартогРафирование.
В случае объектов, дающих при радиолокационных исследованиях достаточно стабильное распределение отражения по поверхности, можно отождествить определенные районы поверхности с точно распределенными областями спектров задержки и доплеровского сдвига частоты эхо-сигнала. Если преобразование между координатами поверхности цели и координатами задержки и доплеровского сдвига частоты известно, можно нанести на карту распределение источников принятых сигналов по поверхности планеты. Существует ряд методов картографирования. В одном из них, называемом методом картографирования ло доллерогскому сдвигу частоты, данные по задержке не используются.
В работе [29) показано. как в результате серии измерений в режиме непрерывных колебаний, каждое нз которых дает спектральные данные, подобные приведенным иа рис. 3, можно при определенных условиях составить нарту распределения мощности отражения. Во избежание появления неоднозначности при отображении необходимо, чтобы спектральные лаиные серии наблюдений были спроектированы иа ось доплеровского сдан~в частоты под всеми углами ( по отношению к установленной системе координат поверхности цели (рис.
4). Из всех возможных небесных тел это условие может быть полностью выполнено только для Луны и только в благоприятных условиях. 4- сгрерньуо'солюс Л~ны д-лолнгс оойлчого гулооггюя С-нонлунн г)олленггдыюй нослуоюьу оля оюноснуоельной оосюолгыс РРСсолрюненяые лгоннн . С'-нонюур годерюнн олн оюноснюельной гоеерньий Фис. 4.
Диаграмма, иллюсграрующаи «радианы иартографироиаииа по вадсржиа и доп- ларовсаому сдвигу частоты. Ксюрдииаты подлочагориоя точки, а также модуль и иапраилеиив проекции вектора ви- димого вращсиии могуч быть рассчигаиы по вфемеридс Лупы. Этим методом была получена на волне 23 см нарта Луны [25), приведенная на рис. 5. Помимо того, что этот метод может быть непосредственно использован только в случае Луны, ему присуще также ограничение, обусловленное определенным пределом достижимого линейного разрешения поверхности.
Этот предел зависит от рабочей частоты и определенной разрешающей способности по интенсивности сигнала. Было найдено [25], что на волне 23 см и при 1074-ной разрешающей способности по интенсивности предельное разрешение поверхности Луны составляет около 80 км для одного дня наблюдений (что лишь несколько лучше изображенного на риц 5). 224 7 1. Задачи радиолокационной астрономии Рнс. 5. Карта распределение пе поверхности Луны мошностн, отраженная в завнснмостн от полнрнзаннн снгнвла, пв которой разрешены отдельные зеркально отраженные ахо- снгналы на воане 25 см (25). Карта составлена методом квртограевровапея по доплеровскому сдвигу частоты Отчетлнво различимое образованне в южном полушврнн соответствует положенню кратера Тихо.
Можно отметить также соответствия с другими образованиями на лунное поверх. насти. Во втором методе, называемом методом картографирования ло задержке и доллероескому сдвигу частоты, используется также координата задержки. На рис. 4 показано, каким образом исгочник отраженной энергии, соответствующий определенной точке в системе координат задержки и доплеровского сдвига частоты (называемой иногда радиолокационной системой координат), может быть отображен на поверхности цели. Как следует из рисунка, радиолокационные координаты двух сопряженных точек на поверхности одинаковы. Лля разделения этих сопряженных точек необходима определенная угловая разрешаюшая способность Прн радиолокации Луны для этого достаточна ширина луча антенны, не превышаюшая 0,2; что практически вполне достижимо (лунный диск виден с Земли под углом около 0,6').
На рнс. 6 приведен пример использования метода картографированвя Луны по задержке и доплеровскому сдвигу частоты За пределами 10' относительно подлокаторвой точки (измеренных вдоль лунной поверхности) линейное разрешение поверхности при методе картографирования по задержке н доплеровскому сдвигу 226 Гл. 7. Радиолокационная астрономия частоты на один-два порядка выше, чем при методе картографирования по. доплеровскому сдвигу частоты, причем требуемое время наблюдения меньше.
Метод картографирования по доплеровскому сдвигу частоты лучше в пределах небольшого числа градусов относительно подлокаторной точки, хотя благодаря либрацин Луны порядка 7' значительная часть лунной поверхностщ оказывается временами за пределами этой границы. Рис. Е. Карта рвспределенип мощности вхо-сигнвлв вокруг кратера Тиха. Карта составлена методом кертогрефировения по задержке и доплеровскому сдвигу. чистоты, е техже по данным поляризации состевляющих зко.сигнеле (ЗО). Резрещепие по поверяности порядка 1 нм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
