книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Теория средств связи и радиотехнического обеспечения учебное пособие

- 270 -

РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЪЕКТОВ РАДИОЛОКАЦИИ

5 I,- Понятие об эффективной отражающей площади объектов

радиолокации

Как уже было отмечено выше, обнаружение объектов методом ак­ тивной радиолокации возможно благодаря свойству радиоволн от­ ражаться от различных объектов (радиолокационных целей). Отраже­ ние возникает в том случае, если свойства среды, в которой рас­ пространяются радиоволны, и электрические свойства целей сущест­ венно отличаются друг от друга.

Под действием первичных радиоволн цель становится источником вторичного электромагнитного излучения. Для учета количества энергии, отраженной целью в направлении на приемную антенну радиолокационной станции, вводится понятие эффективной отражаю­ щей площади <о . Величина б " , измеряемая в квадратных метрах, характеризует свойства цели как вторичного излучателя.

Эффективную отражающую площадь Q" можно представить как пло­ щадь эквивалентного вторичного излучателя, который, равномерно рассеивая всю падающую на него энергию, в точке приема создает такую же плотность потока энергии, что и реальный вторичный из­ лучатель, т .е . радиолокационная цель.

Согласно определению эффективной отражающей площади J

плотность потока энергии в точке наблюдения на расстоянии D

от цели

где ^ ~ К*П»Д* дели, учитывающий тепловые потери принятой энергии;

£- коэффициент направленного действия цели как передающей антенны в направлении на РЛС.

Плотность потока иощности вторичного излучателя в точке приема на расстоянии D

- 272 -

но отметить, что величина эффективной отражающей площади цели зависит от размеров, фориы, электрических свойств и ориентации цели относительно направления на приемную антенну радиолокацион­

расстояния.

В общем случае эффективная отражающая площадь цели зависит от

состоит в том, что, зная заранее эффективную отражающую площадь

Все объекты радиблокации по характеру создаваемого ими вторич­ ного излучения в виде отраженных сигналов, воздействующих на прием­ ное устройство, можно условно разделить на три группы: одиночные, групповые и распределенные цели.

Существенное значение при определении вида цели как объекта ра­ диолокации для импульсной радиолокационной станции имеет понятие отражающего объема.

Отражающим объемом принято называть фигуру, высота которой в на-

- 273 -

тельность импульса первичных радиоволн, а сечения и боковая по­ верхность определяются конфигурацией диаграммы направленности ан­ тенны (р и с .э .1 ,а ).‘

^обл

Если в пределах отражающего объема находится только одна цель, размеры которой значительно меньше размеров объема, то такая цель называется одиночной. Отраженный сигнал от одиноч­ ной цели воспринимается приемником Р1С независимо от сигналов других целей.

/протяженность цели в направлении распространения радиоволн.

- 274 -

Предположит, что в пределах зоны излучения находятся два само­ лета (рис.9 .1 ) .Из рвунка следует, что эти два самолета для РЛС необходимо рассматривать как одиночные цели, если расстояние меж­

только для простых по форме целей. Приведем несколько примеров вычисления (э .

адъективная отражающая площадь пол.уволнового вибратора. Пред­ положим, что ось вибратора не параллельна вектору напряжённости

Епервичной волны (рис. 9 .2 ). Мощность, излучаемая вибратором,

(9.6)

где О - ток в пучности вибратора;

J? - сопротивление излучения вибратора,

- 275 -

распространения падающей волад, можно рассчитать по формуле:

Тогда плотность потока мощности отраженных радиоволн на расстоя­ нии Ъ будет:

3обл А &т

(9.14)

~47Г])'г

где &т - коэффициент направленного действия пластины как

вторичного излучателя.

рассматривая пластину как эквивалент синфазной антенны с равно­ мерным распределением тока, можно полагать, что

4 Ж А

(9.15)

А 2

Обращаясь к выражениям (9.4) и (9 .5), получим формулу (9.13).

Эффективная отражающая площадь идеально проводящего (металличе­

- 278 -

ний, заключенных в одной октанте сферы. Приближенно всенаправлен­ ный отражатель можно сделать из восыш одинаковых отражателей.

В качестве отражателей может применяться так называемая линза Люнеберга (рис^9.'4), представляющая собой шар слоистой конструк­ ции из пластмассы, металлизированная полусфера которого является отражателем.' Диэлектрическая постоянная наружного слоя шара близ­ ка к диэлектрической постоянной воздуха, а в последующих слоях она возрастает.1 Такой отражатель фокусирует энергию в пределах

широкого угла падения и отражает ее с большим усилением в обратном направлении.

Эффективная отражающая площадь линзы Люнеберга может быть вы­ числена по формуле:

3Tzd 4 Л

где d - диаметр линзы.

я^ективная отражающая площадь самолета. Большинство реальных одиночных целей является не простейшими объектами, а сложным соче­ танием поверхностей различной формы и кривизны. Примерами таких целей могут быть отдельные самолеты, корабли, ракеты и др. Для оцен­ ки эффективной отражающей площади сложных целей необходимо знать ста­ тистические закономерности изменения величины (э в зависимости от различных факторов. Отражения от таких целей изменяются по случайно­ му закону.

В качестве примера на рис. 9.5 изображена зависимость (э ( d )

для реактивного самолета. Следует отметить, что с укорочением длины

- 279 -

п а

Рис. 9.5

волны увеличивается число лепестков в диаграмме (Э=(й(оС)\ так

как колебания интенсивности отракенного сигнала проявляются более резко. Неравномерность вторичного излучения для различных направ­ лений обусловливает зависимость дальности обнаружения цели от ее ракурса.

В заключение отметим, что величина <о - величина случайная. Поэтому результирующий сигнал, воспринимаемый приемником РЛС в следующих один за другим периодах повторения, изменяется во време­ ни по случайному закону.

Часто при расчетах используется статистическое среднее значение