Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979) (1186215), страница 24
Текст из файла (страница 24)
(4.16) а,,в, е,„,„ где а,,— среднее значение суммы ЭПР всех блестящих точек; о ~а, — ЭПР доминирующей блестящей точки. Эти выражения характеризуют различие физических моделей. принятых для описаняя ЭПР. Для релеевского выражения это совокупность большого числа произвольно расположенных и равноценных блестящих точек с заданным средним значением суммарной ЭПРо,, Обобщенное релеевское выражение характеризует совокупность элементов первой модели и доминирующей блестяе щей точки со стабильной ЭПР п,аем отражение от которой преобладает над отдельно взятыми остальными элементами. Для космических объектов относительно простых геометрических форм часто используются нормальные, логарнфмнческн-нормальные, равномерные и другие виды распределений.
Анализ законов распределений ЭПР различных космических объектов.реализации которых для различных условий движения получены с поьющью детерминированных моделей и практических радиолока'- '.: ционных наблюдений, показывает, что перечисленные выше егатистнческне модели ЭПР недостаточно полно описывают реальные распределения. особенно на ехвостах» (в области больших я малых.' значений).
В связи.с этим более предпочтительным оказываетси описание реальных распределений с помощью обоб1ценных распределений Джонсона Юг, Юы 5а 11541. При этом оказывается, что перечисленные статистические модели являются частными слу.-" ' чаями распределений Джонсона. Кривая (рнс. 4.9), разделяющая типы распределений Джонсона, описывается параметрическими уравнениями Д~=(та — 1) ( +2)а, ~~=тел+2ета+Зма — 3, (4.16) где ()ь ра — соответственно коэффипневты асимметрии н эксцесса", аа — параметр. 104 в„~ х о, в„+ Я.»; т) > О; — оо ( 7а 'с; О. В) тнп (В,— Джонсона) р.(х? = ч ' .,р ~ ~— — '(7.+„.)14," "+ )т ал а (х — е„)а+ива +Г.")'+'1"'В (4.
19) — оо«~хч.оо, т)»О; — со~ухе оо. где 'Ь,т)и. ае, 3, — параметры распределений; а — минимальное значение ЭПР; е +й — максимальное значение ЭПР. Рис. 4.9. Области ларал~етроа аилирииесииа рас- лрелеаевий На рис. 4.9 приведены в качестве примера области параметров, характеризующих отдельные реализации ЭПР космических объектов, иа плоскости Щ)а При этом знаками е+» н е» обозначены точки на плоскости ~фа, принадлежащие отдельным реализациям РЛ сигналов для двух различных объектов наблюдения.
На рис. 4.10 приведен пример аппроксимации реального экспериментального распределения ЭПР с помощью распределения Джонсона (теоретического). Для оценки степени соответствия экспериментальных и теоретических распределений можно исполь- )05 Выражения для плотностей распределения имеют вндт 1 ткп (Юь — Джонсона) , гт. м р,(х)= и' ехр е — — т)' ~ т' — +1п(х — в )1 1, (4.17) 2.с (Х вЂ” и,) 1 9 Ч» х -оо; т) =1(а„~О; у„= — )с,(а. П тип (За -- Джонсона) Р (х)=~' — ( )(к л ) ехр ( о ~7*+'а )п() . 1 е Я (4.18) Дб бб й Рис.
4.12. 11инаиике изменении ЭПР при и= — 2 На рнс. 4.12 приведена зависимость изменения ЭПР при п=2 и п»фф~=а ~фг=1 для выражений (4.25) н (4.26). При этом выражению (4.26) соответствуют изменения ЭПР прн»е(Т)=0, т. е при одинаковой дальности. ед. МоделировАние ситнАлов, отрдженных ОТ КОСМИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ НА АТМОС»нЕРНОМ УЧАСТКЕ ПОЛЕТА При движении космических объектов в плотных слоих атмосферы происходит нх торможение. Выделяющаяся при этом кинетическая энергия объекта передается набегающему потоку, вызывая изменение температуры, давления и др.
параметров атмосферы как непосредственно около движущегося объекта, так н за ним, Прн этом происходят химические реакции, результатом которых является образование плазменной оболочки вокруг тела н спут- нога следа, способных отражать РЛ сигналы. В целом объект наблюдения прн движении в плотных слоях атмосферы представляет собой протяженную цель, состоящую из различных по своей физической природе областей рассеяния.
Параметры этих областей являются случайиымн фуикциямн времени (высоты полата) и координат. Исходными данными для формирования модели РЛ сиги»'- ла на атмосферном участке являются модели расчета газодинамических параметров н электронной концентрапии в следе, достаточно полно изложенные в [641. Следует отметить, чта процессы формирования РЛ сигнала для реальных объектов в плотных слоях атмосферы изучены недостаточно полно, что в свою очередь вызывает большие затруднения при разработке модели РЛ сигнала.
Рассмотрим один из возможных подходов к формнрованшо детерминированной модели ЭПР для различных участков следа, а) ЭПР объекта с плазменной оболочкой. Как известно [146]. ЭПР объекта определяется через электрическую напряженность по формуле аэфф(6ц) =4тавЕн ]Езц, 108 "':„::где г — расстояние от цели до приемника; Е, — электрическая ':напряженность отраженного сигнала в тачке приема; Ец — элек"::! трическая напряженность зондирующего сйгнала в точке расположения цели. Кв»ЛР»т электРической напРЯженности Енин сигнала, отРажеи::", наго от тела, прикрытого однородной плазменной оболочкой, определяется по формуле Е'чф — — Е*ц (1]4иг*) [п„,К*,„+ (1 — К'»») А=„е»фф (бц) + + 2 [К*, (1 — К'~) К ип» п»фф (Оц)] соз (4к1»»п]2)), (4.26) -где а»фф(6„) — ЭПР объекта без плазменной оболочки; апн=п(1+ +1 )н — ЭПР плазменной оболочки; Ке, К вЂ” коэффициенты, характеризующие отражение и прохождение падающей электромагнитной волны ат плазмы н через плавму соответственно; 1 — радиус кривизны объекта; 1н„— толщина слоя плазмы, "п — показатель преломления.
Подставив (4.27) в (4.26), получим выражение для расчета ЭПР объекта с плазменной оболочкой '"фф(йц) = ..К:+ .фф(йц) (1 — К' ) К'.+ -[-2[пи„п,фф([]ц)К*, К',(1 — К* )] !'соз(4и( п]1,) (429) Коэффициенты Ке и Кн для горизонтальна поляризованной падающей волны при угле падения, равном нулю, рассчитываются по формулам [1 1.;+»*,)Пн]+2Н»*,+ *,)Пи —;! — — ] ! + — [1»* +»*.) Т +» ] ! + [1» г+» !)»г]!1 К» =ехр — 2 — [(в* +в*!) — вс] (4.30) 4.31 1»»л~'») = (»»л~»»] 1»7»»1 1 + [»,~с»)" 1 + 1»/»»]» где шл=5.7.10')ГЖ,— плазменная частота [Щ. Электронная концентрация ]У, и эффективная частота соударений т в плазме зависят от высоты н скорости входа изучаемого объекта в плотные слои атмосферы.
В качестве примера в табл. 4.1 приведены значения,М„ ]дн и и фф(6 )„„ в зависимости ат высоты Н налета типового космического объекта, входящего е плотные слои атмосферы. 109 где с — скорость света Активная е, н реактивная ее составляющие диэлектрической пронипаемасти выражаются через электронную концентрацию ]и', . н эффективную частоту соударений н в плазме следукйцим обравом [36]с в, ТА влицА 4.1 тАвлицА 4т тне е лсректср скеле докрнтлчеснеа ю 40 вексельное от- рюкенне лсрквлм~ое ото«невес ресссннне рлссеенне 3 "ФФ-1 ' Ламннарнмй е ФФ с олавнммв гранина- мв нэФФ'«4 Б — ~ш~4 з л Эпр тавмелеоа к сечену ннксвнеетло ну помнем швтото нн евтервнле ст(рнбсткв — ьт/х Г-те " о с умсрсинон шерохо С ОЧЕНЬ оОАЬШОй Ше роховатостью тра нвн При Расчетах ЭПР по формуле (4.29) принималось а, (йь)= =-аол.
б) ЭПР докрнтнческого турбулентного следа. Для расчета ЭПР дальней части докритнческого турбулентного следа используется общее выражение (94] авФФсо — (2П) От(У«)(1 е(ЛЛ еР )Ф(2ь) (432) где а, — томпсоиовский поперечник рассеяния электрона; его квадрата флу ту ця ~ электроннои концентрации к квадрату средней электронной концентрация; Ф(2Й) †функц спектральной мощности фл кт а плотности. ф уктуацнй, характеризующая неоднородности Показателя преломления плазмы в следе. Для нормированной пространственной спектральной плотности флуктуаций имеется общее выражение 194, 145] Ф (2А) 1'(«+ зтя) с е и кар («) (1+ 4эттн ) "+~та и соответствующая корреляционная функция )г(г)= „, ~ — ) К„~ — ), (4.34) где го — радиус корреляции; Г(ч) — гамма-функция; т — постоянный параметр; К„(г)го) — функция Бесселя 2-го рода от минмога аргумента.
Прн различных значениях параметра т получаются ч модели ф ацнй. Т к ся частные б флукту . а чт=1/2 соответствует модели пульсации тур улентностн Букера — Гордона. Выражение для ЭПР в случае имеет внд — к в этом Зтмта1пк ФУ,А1н, (АА1н т11те ) те (1+«'Р ') (1+4Ыт*,) (4.Щ Суп(ествуют н другие модели флуктуаций, исполь в н р р д т к несколько отличных выражениям для ЭПР следа анне котол Хотя результаты расчетов ЭПР, полученные на разл различных модет удовлетворительное ях, в некоторых частных случаях показываю вви совпадение с экспериментальными данными (94, 164, !83], ду сложности и недостаточной изученности .], однако 110 и процессов, проте- ввтостью гранин эФФ эФФ~ кающнх прн движении космических объектов в плотных слоях атмосферы, такого рода модели продолжают разрабатываться и уточняться.
В табл. 4.2 194] даны оценки зависимости ЭПР следа ат частоты, которые можно использовать для прнкидочных. Расчетов. В заключение кратко останонимся на возможных практических применениях методов моделирования РЛ сигнала. Для решения задач моделирования, не связанных с анализом тонкой структуры РЛ сигнала, таких как исследование характеристик обнаружения, сопровождения, функционирования РЛС более предпочтительнымн являются статистические модели нлн детерминированные с максимальным упрощением внутренней структуры. В последнем случае целесообразным является задание ориентации объектов в пространстве в виде. законов распределений и использования таблиц дяатрамм ЭПР.
При проведении исследований, связанных с анализом тонкой структуры РЛ сигнала и точным знанием свойств объекта наблюдения, таких как селекция групповых целей илн ИСЗ, необходимо пользоваться наиболее точнымн вариантами детерминированных моделей, а( именно: с точным расчетом мгновенного положения объекта в пространстве и с использованием полных матриц рассеяния н аналитическими расчетами отражательных свойств объектов. При реализация модели 1-го типа необходима всегда ориентироваться на потребителей, требующих наиболее полного н детального воспроизведения физических процессов формирования РЛ сигнала, т.
е.по существу на модели, предназначенные для решения задач селекции и классификации ИСЗ. В этом случае лрн работе модели с другими потребителями целесообразно предусмотреть методы свертки информации, использование более упрощенных вариантов моделирования РЛ сигналов илн предварительной обработки выходных результатов при автономной работе моделя. 111 Глава 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ РЛС К1. -МОДЕЛИРОВАНИЕ АНТЕННО-ЮИДЕРНОГО УСТРОЙСТВА РЛС РЛС является информационной измерительной системой. С помощью РЛС измеряются параметры, характеризующие физические свойства, положение, закономерности движения или изменения состояний цели и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
