Бакулев (560825), страница 7
Текст из файла (страница 7)
2Л2. Рхэложсиие элли~начесал волврнэовн~ноа волны на декартовы базисные векюры а следовательно, и погрешностями по дальности Ь)1„,„=1„, для которых аи = 0,331в. Что касается флуктуаций частоты, а следовательно, и радиальной скорости цели, то они связаны с угловыми перемещениями цели, Если известна угловая скорость цели йв=2кгв, то ширина доплеровского спектра сигнала Л1вы = 2!„г'„/) . Деполяризации прн отражении радиоволн. Поляризация сигналов, отраженных от объектов сложной формы, обычно не совпадает с поляризацией зондирующего сигнала.
Степень такой деполяризации зависит как от формы объекта, так и от исходной поляризации падающей волны. Различие Яо при двух видах поляризации иногда достигает 1О дБ, что может привести к соответствующим потерям, если приемная антенна рассчитана на прием только горизонтально или вертикально поляризованной волны. В общем случае от тел сложной формы отражаются эллиптически поляризованные волны, независимо от исходной поляризации. При исходной круговой поляризации потери могут достигать 3 дБ из-за неодинакового сдвига фаз ортогональных составляющих отраженного поля. Для учета поляризационных эффектов можно воспользоваться представлением эллиптически поляризованной падающей на цель волны Е, в виде ортогональных Е„и Е,„поляризационных векторов, образующих поляризационный базис.
Если 'ат н!у — декартовы базисные векторы (рис. 2.12), характеризующие линейные поляризации 'вдоль осей Хи у, то комплексный вектор электрического поля Е1=Ео~ьЕы=Ени+Еы)у. При таком представлении вектора Е~ для описания характера поляризации поля отраженной волны Еэ можно использовать полярнзационную матрицу вида нмностн дочлг=ьотргь рп = Рг~ и поляризационная матрица описывается только пятью параметрами вместо восьми: ш , нг . ш аиду!! К огогг ~ оиру!г( Рж Ф~ ь' Фп Рп Зависимость отражательной способности цели от направления на точку приема. Когда радиолокаторы расположены на разнесенных в пространстве позициях (рнс.
2.!3), ЭПР цели характеризует отражательную способность объекта в направлении на приемные позиции РЛС. Рассмотрим бистатическую систему, когда угол между направлениями на цель с передающей и приемной позиций равен у. Установлено, что для элементарных точечных целей при г'„>Х значение ЭПР в такой системе Ум равно обычной ЭПР Ум внаправленйибиссек- гя ггз!' и иоб латное ояРлс трисы угла у: оог ~о ~ Р/-) В обшем случае облу <ения тел простой формы плоскими электромагнитными волнами при 0 < у < 50' наблюдается медленный рост ЭПР. При у, лежаших в пределах 50 — 110', ЭПР быстро возрастает до значений, на порядок больших У,. Когда у достигает 180', может иметь место резкое увеличение ЭПР: Уп(у=180) =4кА Х где А — плошадь плоской фигуры, ограниченной кривой раздела освещенной и теневой части объекта. Следовательно, прн А»Х' ЭПР У, может быть намного больше Ум, Например, для металлического шара Ум — — лг', а при у=180' получаем А = лг' и, следовательно, У = 4я'г'А ', что дает увеличение отношения ЭПР Уог г'Ущ в (2ягХ ')' раз.
Для дипольных помех при совпадении векторов электрического поля с бистатической плоскостью (плоскость биссектрисы угла у) и равновероятной их ориентации У„= (0,061~)(!+ соя(2т)), прн этом (Ум)„, = 0,171, а (Уог),„,„= 0,061 . По результатам экспериментов в БиРЛС может наблюдаться уменьшение ЭПР Уез для судов на !0 — 15 дБ, для самолетов на б — 8 дБ.
Одновременно отмечается уменьшение изрезанности ДОР, эффекта мерцания и вклада углового шума цели. 2.3.3. Методы определения ЭПР реальных целей Для определения У, используют три основных метода: !) обработки гистограммы результатов записи отраженных сигналов прн движении объекта по определенному маршруту; 2) сравнения или калибровки радиолокатора по эталонной цели; 3) моделирования. Недостаток первых двух методов — необходимость наблюдения объекта в течение всего эксперимента, что связано с затратами на перемещение целей на специальных полигонах или на создание безэховых камер, где нужно размешать цель или ее модель в натуральную величину.
Поэтому чаще используют метод моделирования. Сущность этих методов сводится к следующему. Метод обработки гистограмм. Значение У, находят по зависимости результатов наблюдения мошности отраженного движущимся обьектом сигнала от дальности Р ~(К). Поскольку ракурс цели н ее дальность меняются, производится усреднение результатов, т.е. переходят к соотношению Р, = К,(5~/К'), где Ке = Рб„,б„,Пр,Х (2х) ' — коэффициент, учитывающий параметры радиолокатора. Время усреднения должно быть, с одной стороны, мало, чтобы Ю не успевало сильно изменяться и его можно было считать постоянной величиной на интервале усреднения, а с другой стороны, настолько большим, чтобы можно было набрать требуемую статистику флуктуаций отраженного сигнала.
Обычно это время составляет несколько секунд. Зависимость Рз строят в виде гистограммы, по которой и находят величины Р, К и У„. При методе гистограмм считается, что коэффициент К,= сопяй а это требует поддержания технических параметров радиолокатора неизменными в течение всего эксперимента, что трудно обеспечить на практике.
Метод калибровки радиолокатора по эталонной цели. При этом методе одновременно наблюдают две цели: испытуемую с неизвестной ЭПР Ям, и эталонную с известной ЭПР Бы. Измеряя Рь.=Ке(3а ~К) и Ры=КеЯо,~д,') по полученным данным вычисляют зв При этом зависящий от параметров радиолокатора коэффициент К„из расчетов исключается. Метод моделирования. Этот метод заключается в использовании на полигонах или в безэховых камерах моделей целей, размеры которых уменьшены а и раз. Облучая модели и измеряя отраженную мощность /'ъ находят Ус„. Длина волны при таком эксперименте для удовлетворения принципа подобия также берется в и раз меньшей !обычно в лиапазоне миллиметровых или оптических волн): 1„!1„= Хе„/Хс„.
Результаты эксперимента при расчете ЭПР реальной цели увеличиваются в п~ раз, т.е. Хеч = Ясвп', Данные о средних ЭПР реальных целей приведены в табл. 2.2. Таблица 2.2 5о ° м Цель Цель Истребитель Катер 1.5 — 3 50 Р бка подводной лодки Бомба дн овщик 4-25 30-!40 Вс толст Транспортный самолет 1-3 !500 Эсминец Крсйсе Автомобиль > 10" 15-75 0,1-! Самолет по технологии «Стелс» 5-20 К ылатвя акета 7-30 0.01-0 03 Танк Головная часть баллис- тической вксты 1-10 0,5-1 Человек 2.3.4. ЭПР протяженных целей 37 Обычно в качестве поверхностно протяженного объекта выступает поверхность Земли при облучении ее с помощью поднятой над ней антенны, например, с какого-либо ЛА.
При импульсном зондирующем сигнале на поверхности высвечивается пятно характерной формы !рис. 2.14), контуры которого образованы границей лепестка ДНА (по уровню 0,5) и элемента разрешения по дальности, определяемого длительностью импульса т„. Внутри этого контура (отражающей площадки) имеется совокупность объектов (неровности почвы, деревья, различные сооружения и т.п.). Отраженные от этих объектов сигналы одновременно достигают приемной антенны и формируют мощность результирующего сигнала на входе приемника.
Таким образом, можно воспользоваться одной из рассмотренных моделей отражения от сложной цели, имеющей плотность распределения вероятностей ЭПР вида !2. ! ) н (2.2). рие. ЗЛ4. Фпрмироаание отрюкающей площадки при облучении земной поаерхноети При высокой разрешающей способности радиолокатора (т„<0,5 мкс) и углах визирования поверхности () < 5' математическое описание флуктуаций амплитуды сигнала отличается от приведенных и хорошо аппроксимируется логарифмически нормальным распределением (осо- бенно при отражении от водной поверхности): где а — дисперсия !0(У/У ); У вЂ” медианное значение распределения, или законом распределения Вейбулла где з)Š— параметр формы, связанный с и и так называемым параметром масштаба а соотношением а=о ае; г)е>0, а<0.
Параметром статистических характеристик сигналов, отраженных а от земной поверхности, считается Уа = ) 5а, . Введем удельную ЭПР а„=Уа/Я, которая совпадает с коэффициентом отражения земной поверхности площадью 5, . Обычно при обзоре Земли радиолокаторами йм0,5ст„и изаз,<30'.
При подсчете поперечного размера участка йераз на рис. 2. !4 и в формуле Уа чрез измеряется в радианах. Тогда средняя ЭПР земной поверхности 38 Рис З.(5. Зсркяяьиое (а) и диффузное (б) отречения и фориирояяиие сигнала ори исрое- кости высотой Ь (е) Значение ял зависит от типа отражающей поверхности (лес, промышленный объект, водная поверхность и т.п.). Характерными видами отражения являются зеркальное и диффузное. Зеркальное отражегпге имеет место при гладкой (рис.
2.15,а), а дтгг/тфузиое — при шероховатой поверхности (рис. 2.15,6). Условная граница этих видов отражения определяется требованиями к неровностям поверхности: разность фаз сигналов (рр, отраженных от основания и вершины неровности (рис. 2.15,а), не должна превышать 45' лля гладкой поверхности и может быть больше для шероховатой. Относительная высота неровности Ы)ь не должна превышать ()бз)п))) ' для гладкой поверхности и может быть больше для шероховатой. В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
