Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы (2007) (1186259), страница 34
Текст из файла (страница 34)
В частности, обработка такого типа применяется в многопозиционных системах радиолокации, радионавигации и в других сложных системах. 194 Глава 9. Снаеодм обеспеченно ЛаОаонеэалетноеона Пространственно-временную смесь сигнала и помех, принятую совокупностью элементов антенны, можно представить в виде х(г. г) = в(г, г)+ п(г, г), (9.9) где в — вектор напряжений, создаваемых аддитивными помехами: ге Л— радиус-вектор точки раскрыва антенны относительно его центра: Л вЂ” пространственная область, занятая раскрывом антенны: г — время ге Т вЂ” протяженность интервала времени, отводимого на прием сигнала (длительность элементарного сеанса приема и обработки сигналя).
Увеличение размерности аргумента функций х(), в() и п(), вызванное переходом от (г) к (г,г), резко усложняет решение как задач синтеза, так и технической реализации синтезированных устройств обработки сигнала. Тем не менее при синтезе и оптимизации систем пространственно-временной обработки решают залачи, которые также сволятся к обнаружению и определению параметров сигнала. В общем случае оптимальная пространственно-временная обработка распадается на две независимые процедуры: оптимальную линейную пространственную обработку и последующую оптимальную временную обработку.
При этом пространственная обработка — пространственная фильтрация — обеспечивается взвешенным суммированием комплексных выходных напряжений элементов антенной системы, а оптимальная временная обработка синтезируется в предположении, что алгоритм пространственной обработки залан. Решение задачи оптимального выбора пары «сигнал — фильтр» дает два ответа, Во-первых, находятся наилучшие для заданной помеховой обстановки сигналы и способы их обработки. Во-вторых, определяются характеристики предельного, потенциально достижимого качества приема н обработки сигнала. Задав из тактических соображений требования минимально необходимого значения этих показателей качсства (обнаружения, измерения параметров, выделения сообщения), можно установить те минимальные мощности сигналов, которые и будут определять уровень их энергетической скрытности от средств РРТР.
Проблема синтеза оптимальной пары сигнал — фильтр» весьма сложна, и се рассмотрение выходит за рамки этого пособия. Детально методы решения задач синтеза пары «сигнал — фильтр» рассматриваются в [П). !95 9.2. Экракаравинае 9.2. Экраиироваиие Конструкторы РЭС располагакп довольно большим набором методов и срелств для снижения заметности паразитных и непрелнамеренных электромагнитных излучений (ПЭМИ). Но большинство технических решений по снижению ПЭМИ основывает~я на использовании электромагнитных экранов.
Экранирование как средство снижения заметности ПЭМИ применяется на всех уровнях, начиная с отдельных компонентов (провода, разъемы, реле, усилители и т. и.) и кончая подсистемами и системами (блоки, шкафы, здания, сооружения и т.д.). Экран, образованный металлическим барьером, можно анализировать н проектировать, используя методы как теории поля, так и теории пепей [34[. Теория поля более универсальна и в настоящее время используется чаще.
Напряженности электрического (Е) и магнитного (Н) полей, создаваемых источником ПНЭМИ, описываются уравнениями [34[: Е =-2Уа — соз — ~ — [ сов~ — озг~ — ~ — а(п~ — — аи; (9 1О) 2г) ~ [,2яг,[ !.,2лг ! ~ 2лг! [ 2лг Н = — гйп8 — сов — — азг [ — сов — — азг, (9 11) 2г) ~ (2яг! (2лг,[ (.2л Е Е где Уа — — — = — — — 120л: — 377 0м — волновое сопротивление свободного Н Н пространства; 1 — ток в проводнике длиной 1, созлающем поле, Х вЂ” длина волны, соответствукзщая частоте ы= 2лу; г — расстояние от проволника ло точки, где определяется Е и Н! 0 — аргумент радиуса-вектора г, отсчитанный от нормали к направлению тока; г — время. Коэффициент /г в (9.10) и (9.11) содержит множитель — и, слеловате- 1 лько, уменыпается по мере >даления от источника излучения.
7 При 㻠— (в дальней зоне) имеет значение только последнее слага2л емое в (9.10) и (9.11), а волновое сопротивление 2ав 377 Ом. Эта дальняя зона иначе называется зоной излучения или зоной плоской волны. При 7, 㫠— (в ближней зоне), напротив, в (9.10) и (9.11) следует учитывать 2я только первое слагаемое. Глава 9. Способы обеспечечня радоонезаметностн !96 Е Уо)~ Для такого случая оказывается, что — = с» 2ю Это соответствует Н 2зо электрическому полю или полю высокого волнового сопротивления (относительно сопротивления излучения). Если излучатель эквивалентен не короткому проводнику (вибратору) с высоким сопротивлением, а витку (рамке) с низким сопротивлением. то в уравнении (9.11) можно пренебречь первым слагаемым.
Тогда волновое сопротивление в ближней зоне оказы- Е 4,2п лается — = —. Этот случай соответствует магнитному полю или полю Н ).г низкого волнового сопротивления (относительно сопротивления излу- Х чения). Условие — =1 определяет границу между дальней и ближней 2пг зонами. Рис. 9.2 иллюстрирует случаи Формирования поля соответственно с высоким (рис. 9.2, и) и низким (рис. 9.2, б) импедансом (волновым сопротивлением). Вибратор Рамка Рис. 9.2 Излрчатевиз а — высоконмпедансные; б — пнзкоимпедансные Высокое волновое сопротивление характерно для поля вблизи прямого короткого проводника, по которому течет малый ток. Из-за высокого волнового сопротивления в структуре поля преобладает электрическая составляющая, которая уменьшается по мере удаления от излучателя 1 1 как — т.
е, быстрее, чем магнитная, пропорциональная Соответственно Л' г этому волновое сопротивление уменьшается, асимптотически приближаясь к ~~ в дальней зоне. Рис. 9.2, б соответствует источнику с низким сопротивлением, в силу чего в структуре создаваемого им поля преобладает магнитная составляющая. Но это низкое сопротивление растет по мере удаления от источника, асимптотически стремясь к ко — — 377 Ом. Изменения волнового сопротивления с расстоянием от источника иллюстрируются графиками рис.
9З. 197 9.2 Экранировоние 310з 10з 300 100 30 10 Г 10 2 Рис. 93. Изиеээеээие волнового соээроиэивленин Изменение волнового сопротивления с расстоянием позволяет рвссчитыввть конструкцию электромагнитного экрана. Схематично взаимодействие плоской волны с металлическим экраном иллюстрируется нв рис. 9.4. Рнс.
9.4. Вэониодейсмвие плоской волны с экронои Плосквя волка с вектором Умова — Пойнтинга П, =1Е,'Н,1, палаюшвя на экран, нв его поверхности частично отрвжаетсл. создавая обратную волну с П, =1Е,'Н,], а чвстично проходит сквозь экран. Амплитуды обеих составляющих зависят от поверхностного сопротивления мвтеривла, из которого выполнен экран, и волнового сопротивления для падающей волны в экранируемом пространстве. Прошедшая в толщу экрвна волне рвспрострвняется почти в том жс направлении, что и падающая. Часть ее энергии поглощвется в материале экрана.
Нв внешней границе экрана волна вновь частично отрюквется. йпооа и Сносном обеспененан раднонеза.нетностн 198 )И;! )[Ез х Н;][ К,= — '= К01 Кн К02 (П,[ [[Е, хН>]! (9.12) где $Е'Н)~ — модуль векторного произведения ~[Е2 х Но ]~ [[Е4 х Н4][ [[Е, хН~]] )[Ез хНз][ —. коэффициенты ослабления за счет отражений на внешней и внутренней поверхностях экрана; Кл — коэффициент затухания (потерь энергии) волны в материале экрана. Обычно коэффициент экранирования и его мультипликативные составляющие измеряются в децибелах. При таком определении эффективности экранирования из (9.12) следует, что К', [д Б] = Кш 4- Кн 4- Кш (9,13) Затухание за счет отражения зависит от того, насколько различаются волновое сопротивление в экранируемом пространстве и поверхностное сопротивление экрана: У.
Кш [дБ] = 2018 — "', 47, (9.14) где аи — волновое сопротивление экранируемого пространства, а У.,— поверхностное сопротивление экрана. Из (9.14) следует, что экранирование за счет отражения эффективно. если волновое сопротивление велико (электрическое поле в ближней зоне), а поверхностное сопротивление мало (медный или серебряный экран).
и. наоборот, затухание за счет отражения мало, если волновое сопротивле- а части шо проходит с преломлением во внешнее пространство. В результате во внешнее пространство волна переносит энергию. оставшуюся после отражения на границах экрана и после поглощения в его материале. Разумеется. теоретически во внешнем пространстве присутствуют и волны. многократно отраженные и претомленные на внешних и внутренних поверхностях экрана. Но суммарная энергия этих составляющих ничтожна при хорошем экранировании. Экранирукзший эффект для плоских волн с учетом принятой модели взаимодействия волны с экраном легко рассчитывается.
Качество экранирования характеризуют коэффициентом ослабления электромагнитной волны Кт который определяется отношением плотности потока мощности во внешнем пространстве к плотности потока мощности падаюгцей волны в пространстве до экрана: 199 9.2 Экрпнпрпвпипе ние мало (магнитное поле), а поверхностное сопротивление велико (стальной экран). Учитывая свойства материала экрана, влияющие на величину поверхностного сопротивления, затухание при отражении плоской волны можно также выразить соотношением [34): Ко (дБ) =106' 2018 6 (9.15) )г.е' где 6 — относительная по отношению к меди проволимость материала экрана (6„в, = 1); р — магнитная проницаемость по отношению к вакууму или к той же меди; /' — частота, МГц. Затухание при поглощении не зависит от типа падающей волны (34): К,)дБ) =0,1321 /6)з Г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
