Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Левитский, Г. Е. Распространение радиоволн

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.10.2023

Размер:

8.23 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2519 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Определим	С	. При Х= Z		и &ср=0	(гидроме
теор отсутствует)			и из	(124) получим:
SnfafM j-âftjJ = С .
Здесь У0 (M j		- плотность потока мощности прямой
волны в точке Мв отсутствии гкдрометеора.
Подставляя	это	значение	С	в (Т24)	найдсм;

Полагая здесь		X -	Z	и потенцируя получим искомое				значе-
ние плотности потока мощности в точке наблюдения М.
	У (М ) -		Ус[М}; е ^ г* г
				s
где			> y(z)=yfM)■
			> y(z)=yfM)■
Учитывая,что в дальней зоне источника в тропосфере
•У~Е где	к	-	амплитуда напрккен’ности			поля, сможем напи
сать:				д
! '	Ф / - £ М ё ~ ^ ' г.				■ ■
Обычно'эту форыулу_записывай! в гиде:						,
		, ’		- &л/Х				-
		Е і М І = Е Ж / 0 ~ го			,	1	<;j5)
			'	I		1	‘	I

при ЭТОМ

(И .)

гео

Подчеркнем,что в формуле (125) Е (М )	и Е0[М)~
амплитуды напряженности поля с учетом ослабления	за счет

гидрометеора и без такого учета соответственно, ^^-коэф

фициент ослабления в гидрометеоре измеренный в		^
г	.	км
(дб -	децибелл).

Для довдя, града и тукана можно с до.статочной степенью

приближения считать частицы гидрометеоров. маленькими диэлек трическими шариками.

Величина хѴ - число частиц в единице объема гидроме

теора, входящая в формулу				(126),зависит		от	его	интенсивности.
Интенсивность дождя определяется величиной							р		-	сноростью
выпадания в мм/час.а интенсивность тумана -							величиной			С	,
равной дальности			видимости в тумане.Экспериментально Оша
установлена статистическая связь между р							и	С	с одной
стороны	я /	и	(X	с другой,а	так	же плотность распре
деления вероятностей радиусов частиц при.различных р										и С .
По этим данным с помощью формул (126),(122)							и (ІІ8) 0ыли'рас
считаны	значения коэффициента ослабления в дожде ^									,как
функция	р	и /?	и в тумане-^?, как функция					С	і	_/р	,
Результаты расчетов				^	и	£		представлены
на рис.45 и 46 в виде графиков.При расчете							^			темпе
ратура полагалась равной І8°С,а при расчете								-	0°С.
Пользуясь			этими графиками и формулой (Е5}? можно вычис

лить амплитуду напряженности поля (точнее говоря её математи ческое ожидание) с учетом ослабления за счет дождя или тумана.

Из графиков рис.45 и 46 видно,что ослабление е дожде и тумане существенно зависит от длины волны и ее интенсивности. Оценки,проведенные по формуле (125) и данным этих графиков ■ показывают,что практически почти всегда ослаблением в тумане

1 8 1

Лен

1 8 2

ж дожде можно пренебречь при ß .Ослабление в

граде и снеге значительно меньше чем в дожде и тумане.

Заметим,что при расчете амплитуды напряженности поля в вропосфере с учетом ослабления,обусловленного совместным

действием гидроыетеоров,кислорода и паров воды,необходимо

пользоваться формулой:	f$ ( tfn ij- Ъ	2глс
E (M )= E a( M ) W	2Ö
E (M )= E a( M ) W

где E(M j - амплитуда напряженности поля в точке Ц с уче том ослабления в гидрометеорах,кислороде и парах воды;

Ш- амплитуда напряженности поля в точке Мd e e

учета ослабления в тропосфере;

Z - расстояние между источником А и точкой наблю

дения М;

Zгм - путь,пройденный еолной в гидрометеоре;

Гк « f a - коэффициенты поглощения в кислороде и парах воды соответственно;

(Ргм - коэффициент ослабления в гидрометѳоре.

Рассеяние радиоволн гидрометеорами

Значительный интерес представляет расчет амплитуды напряжённости поля радиоволны,рассеянной гидрометеорами у

радиолокационной станции.Его можно осуществить,если известна

эффективная площадь рассеяния частиц гидрометеора,принимаю щих участие в рассеянии.Чтобы определить величину этой площа ди решим следующую задачу.

Постановка задачи.

В однородном гидрометеоре распространяется волна,из-


лученная антенной РЛС,работающей в импульсном рениме.
Известны:плотность гидрометеора					Ж	.эффективная площадь
рассеяния в обратном направлении каждой частицы -								,
а, также характеристики РЛС;				ширина главного лепестка			диаграм
мы направленного действия в горизонтальной ѳ*и вертикаль
ной	Qi	плоскостях,рабочая длина волны Станции					/?	и
длительностъ импульса			<т-

	Требуется определить эффективную площадь рассеяния в
обратном направлении			частиц гидрометеора,удаленных от антен
ны РЛС	на расстоянии		г	.
	При импульсной работе РЛС				антенна излучает в течение
короткого		промежутка времени			(Т-	.называемого длительностью
					о
импульса.Затем следует длительная в сравнении с временем
пауза,во		время которой излучение не происходит.Поело					этого
вновь начинается излучение,длящееся в течение времени								<£ ,

итак далее.

Втаких условиях каждая частица гидрометеора будет облу

чаться, а(следовательно; и	переизлучать		в течение коротких ин-
тервалов времени,равных	<7^	.	>
	ь

Причем начала и концы излучения частиц,находящихся на разных удалениях от РЛС,будут различные.В каждое мгновение будет излучать только, некоторая часть частиц гидрометеора.

Если приближенно полагать,что электромагнитное поле, излученное антенной,перемещается внутри телесного угла (ог

раниченного конической поверхностью К ) с размерами^равными j .

ширине главного лепестка диаграммы направленности антенны (рис.47),что будет делаться нами,то одновременно переиалучаю-

щие частицы будут занимать объем,заштрихованный на рис.47, 164

который называется импульсным объемом.Он перемещается со ско

ростью света С .удаляясь от антенны А.

■ Очевидно,что у приемной антенны РЛС волны,рассеянные

частицами,находящимися на различных расстояниях от РЛС,будут также наблюдаться в различные промежутки времени (по времен

ному положению их начала и конца).

Определим форму ■и размеры объема,занимаемого частица ми* излучение которых одновременно наблюдается у антенны РЛС, если центр этого объема,как указано в задаче,отстоит от нее на расстоянии Z . .

Построим участки сферических поверхностей S ,, Si и ^

18:.

с<-	?	н 2>	с Г
с центром в точке А радиусов 2"-			^

соответственно и определим интервалы времени,в течение кото рых в точке А будут наблюдаться"волки, рассеянные частицами,*

находящимися на				и	.За начало отсчета	времени
é= 0 примем момент,когда передний фронт прямой волны дос
тигнет поверхности				.Тогда рассеяние радиоволн частица
ми, находящимися на			Ä	,	начнется в момент времени
и будет продолжаться до момента времени						.Чтобы
рассеянные волны преодолели расстояние от *5. до А						.равное
	.необходимо время				= ( f r - ; C=-ß-■-J£ .
Следовательно,волны.переизлученные частицами гидрометео
ра, находящимися на			»5/ ,	у радиолокатора А будут наблюдаться
в промежутке времени:				г	I
от	с	z	■ до		(127)
				с
					9.
Заметим,что		волны,рассеянные частицами,лежащими левее
в момент времени X			■+.21		в точке А уже существо-

с2

вать не будут.

Аналогично можно показать,что в точке А волны,рассеян

ные частицаии,находящимися на			&	..будут	наблюдаться
в промежутке времени
от X	до				(128)
					(128)
а волны,рассеянные частицами,находящимися на					-
от		А О	f i 2
X	г	А О
с	г	Оi -			(129)
			2

При этом необходимо подчеркнуть,что волны,рассеянные частицами,

лежащими правее •			£ 3	к моменту времени -%- + 4г ещё не
				С
достигнут точки А и там наблюдаться не будут.
	Сопоставление интервалов времени (127),(128) и (129)
показывает; что существует единственный момент времени
2т	‘ '7~	.когда	волны рассеянные частицами, леващими на
-gr	+ 2	.когда	волны рассеянные частицами, леващими на
$	, я%к	,а	также	частицами,находящимися между

будут одновременно существуй.~ в точке А. При этом волны, рассеиваемые всеми остальными частицами гидрометеора в А наблюдаться не будут.

Таким образом,искомый объем, іГ .излучение частиц ко

торого одновременно наблюдается у антенны РЛС А,ограничен ко

нической поверхностью К и участками сферических поверхностей

»5, и ß3 .

Теперь перейдем непосредственно к определению эффектив ной площади рассеяния в обратном направлении гидрометеора,

под которой,очевидно,необходимо понимать эффективную площадь

совокупности частиц,находящихся в объеме				?Г .
Известно,что эффективная площадь рассеяния любого тела,
в том числе,очевидно,			и частиц в объеме	гг	определяется
I
формулой: .		_	, ■ѴрГА)
		_	, ■ѴрГА)
					(129)
где; S'гм. ~ эффективная площадь рассеяния объема					іГ гидро-
метеора в обратном направлении (на РЯС);
Ш	- плотность потока мощности в точке А,образованная
волнами,рассеянными частицами гидрометеора,находящимися в
объеме	гГ I	.			1Q7

% {M j - плотность потока мощности прямой волны в

точке М;

г =АМ.

При этом полагается,что размер объема if* (рассеиваодего
г*	^ .
т е л а ),равный . -J r «
Поскольку лцбое	положение частицы гидрометеора в объеме

tf"равновероятно,то излучения этих частиц в точке А будут

некогерентными и плотность потока мощности волні^рассеянной

всеми частицами объема 2Г	.будет равна сумме плотностей
потоков мощностей излучений	всех частиц:

W A h Z U * ) ’

с=і

где Урі(А)		- плотность		потока мощности в точке А волны,
рассеянной	с —		частицей;
ЖіГ		-	число частиц в объеме		“if
Подставляя			значение	т	в С329) получим:
			. М
6 ! М=			У» / М	=	Уп/Mt
			У» / М	,,	Уп/Mt
	/fit			u i
	/fit				Сізо)
= j	r				Сізо)
U i
где			Ж
			X ГФГ

K ept*)

Сі з і )

IPS

Выразим У і/ ч е р е з величины ,известны е в за д а ч е .

Из рис.47 видно,что

гг=st*§>

Следовательно:

І І = г г Ог О«-% г

. М ѵ = г г- ^ - Ѳ Л М .

Подставляя найденное значение

J/г/

в (ІЗО) получим:

<г,м= г‘-^г вгм ,

где использовано обозначение,

;	А - f c c p f t / y .			(J32)
	Очевидно,что А представляет собой эффективную площадь
рассеяния единицы объема гидрометеора.
		1.
	Если в выражении для	бгм	подставить	вместо О.
её величину, равную скорости сдета,и			использовать удобные в
радиолокации единицы измерения других величин				( ^ ,ѵм) Ь-жх&хі
Ѳг	15 Ѳ& ipoöycjj- A M "'	) ,TO получим:
				IfiO .

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2519 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ