Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979) (1186215), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Эти вопросы явлшотся специфическими и здесь не рассматриваются, Таким образом, основываясь на выражениях (4.1) и (4.2) можно записать выражение для модели РЛ сигнала 1-го типа зс — з(1ю 1., аа. г) м(я1) (43) и модели сигнала П-го типа гс=д(1, 1.„и, г]. (4.4) 9г 7 — 824 В результате задача моделирования РЛ сигнала сводится к определению текущего положения объектов наблюдения в пространстве относительно РЛС и их отражательных свойств для этого положения. В наиболее простом случае определения отношения сигналтшум из уравнения радиолокации 77, .фф М(~И ч () Р (р) з где П, — потенциал РЛС; аафф(м(Ю)] — эффективная поверхность рассеяния объекта в зависимости от ориентации м(7); )г(г) дальность до объекта; выражения (4.3) и (4.4) особенно наглядны. Далее, подход к построению внутренней структуры моделей 1 и 11 типов определяется, кроме того, видом самого объекта наблюдения.
Современные воздушные и космические объекты радиолокационного наблюдения подразделяются на одиночные, групповые (многоэлементные) и объемно-распределенные цели. К одиночным отиосятсн: самолет, ракета, ИСЗ, планеты и искусственные отражатели. Несколько одиночных целей, расположенных в пределах разрешаемого объема, образуют групповую цель. Группу объемно-распределенных целей составляют разнообразные объекты, имеющие естественное или искусственное происхождение (дождь, снег, град, области полярных сияний я ионосферы, искусственные отражающие облака из мелаллизированных лент или распыленного металла и др.).
Внутренняя структура модели РЛ сигнала, независимо от ее типа„определяется характером решаемых задач, т. е. необходимой степенью точности описании физических процессов формирования отраженного сигнала, характеристиками объектов наблюдения к комплексом известных исходных данных об отражательных свойствах последних. Эадача моделирования РЛ сигнала сводится, таким образом, к определению текущего положения объекта в нространстве относительно РЛС, отражательных свойств объект» прн данном его положении и их последующему пересчету в РЛ сигнал исследуемой РЛС, Прн этом условия распространения радиоволн и их влияние на формирование РЛ сипщла не рассматриваются. Детерминированные модели. Общая схема детерминированных моделей имеет вид, представленный на рис. 4.4.
В соответствии с этой схемой по заданным начальным условиям движения объ. ектов производится расчет текущего значения положении объектов в пространстве и его ориентации относительно РЛС, по этим данным с помощью известных зависимостей отражательных свойств объекта от его ориентации производится образование текущих значений отражательных характеристик. В простеншем случае образование реализации эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) — и фф(1) в соответствии с полученным значением Рис. 4.4.
Схема детерминированной модели угла облучения 6ц(7) видно из рис. 4.б На рисунке приведена априорно известная диаграмма ЭПР в зависимости от угла наблюдения а44~(йц). При заданном законе изменения йц(1) (например при прецессионном двнжении объекта) производится развертка диаграммы ЭПР пафф(6) во времени. При изменении йц в диапазоне 6 на — 6 „ производится временная развертка только части диаграммы ЭПР в границах и ~ф(бима) - пафф(ймм). Последовательность получении конкретной точки п,фф(1т) указана на рисунке стрелками Тв 4.г. МоделировАнне рл сигндлоз, Отркженных ОТ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ Н* ЗНЕАТМОСФЕРНОМ УЧАСТКЕ ПОЛЕТА ' Существующие в настоящее время методы моделирования РЛ сигналов на внеатмосферном участке полета незавнсимо от вида модели можно разделить на." †детерминированн метод и соответственно класс детерминированных моделей; †статистическ метод н соответственно класс статистических моделей.
Различие между этими классами моделей заключается в степени полноты описания физических процессов формирования РЛ сигналов, что находит свое отражение в структуре моделей. 98 Рис 4.5 Принцни образовании реализации ЭПР ЯГ(бв) = — ' ~ер Б|п Оп, О~бдя-я; $Г(Хп) =.'/д Б(п Хп, О -Ац и; Ю(ч„) ='Ьп — ', О~~рц. .2я (4.Ф 100 'В соответствии с методамн формярования отдельных блоков данной моделе можно выделить следующие,разновидности детер.
минированных моделей. По определению ориентации объектов: полностью детерминированные; с заданными законами распределений начальных условий движения; с заданными заионами распределений ориентации. По определению отражательных свойств". с помощью таблиц диаграмм ЭПР; с' помощью аналитических выражений: с помощью аналитических аппроксимаций диаграммы ЭПР. В практике моделирования РЛ сигналов применяются разляче ные комбинации вариантов задания ориентации объектов и вадания их отражательных свойств в зависимости от внда решаемых задач, ограничений по быстродействию, оперативной н долговременной памяти цифровой ЭВМ, а также рида других факторов.
Рассмотрим особенности применения различных варнаятов. Определение ориентации объектов. В общем случае ориентация космических объектов относительно РЛС может быть задана."' углом визирования (облучения) О, углом поляризации я„и углом собственного вуащениЯ 11п. ПРи этом длЯ осеснмметРичных объектов достаточным является задание двух углов Оп и яп.
При ре-' шении всего многообразия задач модвтирования радиолокационных сигналов используются различные варианты задания и .расчетов углов ориентации. 1. Полностью детерминнрованный способ задания ориентации объектов заключается в расчете текущих значений Ов(1), хв(1), )ап(4) в соответствии с уравнениями движения объектов отноСи тельно центра масс и движением объектов относительно РЛС.
Методы решения этих уравнений рассмотрены в гл. 3. 2. Задание законов распределения начальных условий движения. В соответствии с гипотезой о прецессионном движении космических объектов иа внеатмосферном участке полета определение текущих значений ориентации может быть произведено с помощью выражений [621 вида соз Ов(Ф)=созбвсозйв+Б!пбвБ1пйвсоБ(свдф+Щ). (46) где Ов, Лв. еьь щ — значения параметров прецессии объектов.
Значения Ов, Л,а сев, ~рв остаются практически постоянными для одной данной реализации РЛ сигнала. Для получения совокупности реализаций РЛ сигнала производится выбор значений 6, деь сев, фп в соответствии с законами распределений параметров прецессии. Одним из видов законов распределений, характеризуютцих сферическую ориентацию оси симметрии объекта, является следующий: 3. Задание законов распределений ориентации является частным случаем предыдущего. Из соотношений (4.5) и (4.6) можно определить законы распределения для минимального значения угла визирования О ап и для размаха угла визирования ЛОв в виде йг(О 1= — (в — 0„,„) совб„,„+Б1п6, „ 1 (4.7) 0 (бе.)=-,'- 1пбе. На рис. 4.6 приведено совместное распределение Овшп„ЛОв в виде процентов иопадаиия этих величин в заданный интервал. яо Рис.
Кб. Распределение углав орвев. Рвс. 4,7. Иаиевевие углов ориевтепви твцвв На рис. 4.7 приведен пример одного нз практически возможных распределений углов ориентации, заданных законами (4.6) и (4.7), привязанных к различным частотам прецессии космических объектов. ЗадаНИЕ ПтражатЕЛЬИЫХ СВОйстз ОбЪЕКтОВ. ПОд ОтражатЕЛЬНЫМИ свойствами объектов в общем случае будем понимать зависимость элементов матрицы поляризации от углов ориентации. Как известно [104, 1831, для задания матрицы поляризации осесимметричных объектов достаточно иметь зависимости (4.8) А.„(0„) = или пм(О,)=4(О,), „(О,)=Ь(О,), р(О„)-Ь(6,). (46) В дальнейшем зависимости 1е(Ов), 1е(Ов), 1а(Ов) будем называть амплитудными и фазовыми диаграммами ЭПР. Чаще иа 101 щих значений отражательных свойств целей.
В данном случае моделирование по существу сводится к получению последовательности случайных чтюел заданной длительности, подчнкякяцихся известному заранее виду распределения. Прнэтом вид распределения может быть определен нз физических соображений, на основанин анализа результатов экспериментальных работ нлн детерминированного моделирования. Наиболее распространенными видами распределений ЭПР для аэродинамических объектов являются распределения Релея 11461. Выражения для плотности вероятности ЭПР имеют вид: релеевское Р (аазе) = — ЕХР 1 ее 1 эафе зефс~ (4-14) обобщенное релеевское "ее+' и 1 ~ 9Г "ее'фф р(.а,)= — р1 — ~у.~ ' ' ~.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
