Главная » Просмотр файлов » Лекция №3-4. Конспекты к слайдам

Лекция №3-4. Конспекты к слайдам (1186392)

Файл №1186392 Лекция №3-4. Конспекты к слайдам (Лекция №3-4. Конспекты к слайдам)Лекция №3-4. Конспекты к слайдам (1186392)2020-08-27СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекции 3 и 4

Вторичное излучение радиоволн

  1. Явление вторичного излучения радиоволн

Явление вторичного излучения, лежащее в основе активной радиолокации, свойственно волнам любой природы. \

Оно возникает всякий раз, когда волна встречает препятствие на пути своего распространения.

Падающую на препятствие волну называют первичной, отраженную или рассеянную – вторичной, а препятствие – пассивным вторичным излучателем.

Препятствием для радиоволн служит любая неоднородность электрических параметров среды: диэлектрической и магнитной проницаемости, или проводимости.

Под действием электрического поля волны на облучаемой поверхности, например проводящей, возникают колебания электрических зарядов.

Наведенные при этом токи проводимости являются источником излучения вторичных электромагнитных волн.

В диэлектрике таким же источником являются токи смещения.

Слайд 4

Характер вторичного излучения зависит от:

  1. соотношения размеров объекта и длины волны;

  2. от конфигурации объекта;

  3. от характеристики движения как объекта в целом, так и отдельных его частей;

  4. от модуляции зондирующего сигнала;

  5. от поляризации зондирующего сигнала.

Различают два типа характеристик вторичного излучения:

  1. электродинамические – характеристики, описывающие закономерности вторичного излучения;

  2. статистические – влияют на статистическую оценку предельной дальности действия радиолокатора, точности измерения координат и параметров движения цели.

Слайд 5

Различают:

- сосредоточенные вторичные излучатели, элементы которых не разрешаются радиолокационной станцией (самолет, мина), и

- распределенные вторичные излучатели, занимающие в пространстве несколько разрешаемых объемов (облака, горы, стая птиц).

Из класса сосредоточенных излучателей выделяют одиночные и групповые.

Групповой вторичный излучатель состоит из ряда независимых одиночных.

Так, группа самолетов в пределах разрешаемого объема — групповой излучатель, в то время как каждый самолет — одиночный либо групповой, если его составные части рассматриваются как одиночные излучатели.

Мощность вторичной волны зависит как от мощности первичной волны, так и от характеристик излучателя, которые не зависят от мощности падающей на него волны.

Слайд 6

Важнейшей такой характеристикой является ЭПР – эффективная площадь рассеяния (площадь поверхности такого эквивалентного вторичного отражателя, который равномерно рассеивает всю падающую на него энергию и создает в точке приема такую же плотность потока энергии, что и реальная цель).

Слайд 7

  1. ЭПР сосредоточенного вторичного излучателя

Слайд 8

Пусть в свободном пространстве расположены передатчик, облучаемая цель и приемник радиолокатора (рисунок 1, а).

Рисунок 1 – Диаграмма направленности

вторичного излучения (а) и обратного вторичного излучения (б)

Расстояние от цели до приемника равно r.

Плотности потоков мощности

- первичной волны у цели Sц и

- вторичной волны в точке приема Sпр

для заданной поляризации приемной антенны считаются известными.

Слайд 9

Заменим цель воображаемым ненаправленным вторичным излучателем, который создает на всей сфере радиуса r плотность потока мощности, равную Sпр, и, следовательно, рассеивает мощность

P=4πr2Sпр.

Отношение этой мощности к плотности потока мощности первичной волны, имеющее размерность площади,

, (2.1)

называют эффективной поверхностью вторичного излучателя, или эффективной поверхностью (площадью) рассеяния (ЭПР).

Слайд 10

Выражая Sпр и Sц через квадраты амплитуд соответствующих полей, выражение (2.1) можно представить также в виде:

. (2.2)

Таким образом, величина ЭПР в общем случае зависит от ориентации цели относительно передатчика и приемника РЛС.

Пусть цель поворачивается в плоскости, проходящей через точки приема и передачи. Тогда:

- для разнесенной РЛС рисунок 1, σ=σ1, θ),

где θ1 и θ – углы поворота цели относительно направлений на передатчик и приемник.

- для совмещенной РЛС (рисунок 1, б) θ1 и σ=σ).

В общем случае изменения ориентации цели в пространстве, а не только в плоскости, эффективная поверхность вторичного излучения

- для совмещенной РЛС есть функция двух углов σ=σ(ε, β),

- для разнесенной РЛС σ=σ1, ε, β1, β) – функция четырех углов.





Слайд 11

  1. ЭПР группового вторичного излучателя

Слайд 12

Рассмотрим групповой вторичный излучатель, состоящий из двух одиночных (рисунок. 2).

Обозначим расстояние между ними l, расстояния до РЛС r1, r2

а соответствующие запаздывания во времени t1=2r1/c, t2=2r2/c.

Считаем, что одиночные излучатели не влияют друг на друга.

Поскольку излучатели не разрешаются, колебания от одного накладываются на колебания другого.

При этом поле обратного вторичного излучения в точке приема равно

, (3.1)

где амплитуда Eпр и фаза ψ определяются по правилу сложения колебаний, сдвинутых по фазе на угол

, (3.2)

то есть угол φ определяется задержкой по фазе, обусловленной величиной Δr.

Рисунок 2 – Пояснение к выводу соотношения для группового вторичного излучателя

Слайд 13

, (3.3)

. (3.4)

Тогда ЭПР таких излучателей

. (3.5)

Выражение (3.5) наглядно показывает, что ЭПР зависит от взаимного положения целей.

Можно определить максимальное и минимальное значения ЭПР:

. (3.6)

При равновероятных значениях угла сдвига фаз φ среднее значение

. (3.7)

Результат (3.7) имеет место и при равновероятных θ, но при l>>1, тогда справедливо

. (3.8)

При σ1=σ2=σ0 выражение (3.5) принимает следующий вид

. (3.9)

Слайд 14

На рисунке 3 приведена диаграмма обратного вторичного излучения, полученная в соответствии уравнением (3.9).

Рисунок 3 – Полярная диаграмма σ(θ)/σ0

Слайд 15

При увеличении отношения l количество максимумов будет расти.

Если групповой излучатель состоит из n одиночных излучателей, то

. (3.10)

Из (3.10) видно, что групповые цели в зависимости от их углового положения относительно линии визирования могут давать значительные колебания мощности отраженных сигналов.

Эти колебания происходят вокруг среднего уровня, пропорционального среднему значению ЭПР при некогерентном сложении:

. (3.11)









Слайд 16

  1. Вторичное излучение при разных соотношениях размеров цели и длины волны

В общем случае расчет ЭПР сосредоточенных вторичных излучателей сводится к решению двух задач.

Первая задача, наиболее сложная, состоит в отыскании наведенных токов по заданному полю первичной волны.

Вторая задача – нахождение поля вторичного излучения в точке приема по найденному распределению наведенных токов.

Зачастую решение этих задач электродинамики достаточно трудоемко, поэтому прибегают к так называемым приближенным методам.

Слайд 17

Они хорошо работают в трех характерных областях:

  1. l<<λ (размер цели значительно меньше длины волны)

  2. l~λ (размер цели сравним с длиной волны)

  3. l>>λ (размер цели значительно больше длины волны)

Далее подробно рассмотрим три этих случая.

Слайд 18

4.1 ЭПР тел, малых по сравнению с длиной волны

Для тел, меньших по сравнению с длиной волны, основные закономерности вторичного излучения можно выяснить на простейшей электродинамической модели в виде тонкого провода с пластинками на концах (рисунок 4, a).

Слайд 19

Длина провода и стороны пластинок l<<λ, провод ориентирован вдоль вектора электрического поля Ец первичной волны.

Применимость этой модели к рассматриваемому случаю основана на том, что при l<<λ, независимо от формы и ориентации тела, наведенный ток возбуждается в фазе на всей его поверхности и замыкается током смещения через окружающее пространство.

При этом величина наведенного тока ограничивается, главным образом, электрическим полем зарядов, образующихся на концах тела (рисунок 4, б), или иначе – емкостным сопротивлением между ними.

Введенная модель как раз и учитывает это явление.

Слайд 20

Она представляет собой электрический вибратор с действующей высотой l и сопротивлением емкостного характера

, (4.1)

где С=ε0·l2/l=l/(120πc) – емкость пластин, ω=2πc/λ, так что

. (4.2)

Рисунок 4 – Простейшая электродинамическая модель (а) и распределение наведенных токов и зарядов (б) для тел, малых по сравнению с длиной волны

Слайд 21

Если рассматривать вибратор как приемную антенну, то ток в проводе равен отношению наведенной ЭДС Eцl к сопротивлению:

. (4.3)

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
3,76 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее