Первый принцип радиолокации

Явление отражения радиоволн от неоднородностей положено в основу работы радиолокационных станций. Это явление называют еще вторым излучением. Оно присуще любому волновому процессу и возникает тогда, когда на пути своего распространения волна встречает препятствие в виде неоднородности среды. Явление вторичного излучения позволяет принять отражение радиоволны в месте их посылки, т.е. в точке стояния РЛС.

Примером вторичного излучения может служить эхо, возникающее при отражении звуковых волн, а время его запаздывания и направление, откуда оно пришло, дают представление о местоположении отражающего объекта. Пример: с_звука = 330 м/с. Допустим, t_зап = 4 с, тогда 2Д = с_{звука } t_зап или Д = (330  4) : 2 = 660 м.

Электромагнитные волны (радиоволны), излучаемые РЛС, называются зондирующим сигналом. Радиоволны, встретив на пути своего распространения цель, отражаются, а возникшее при этом радиоэхо (эхо-сигнал) используется для ее обнаружения и определения координат.

Сущность отражения электромагнитных волн (радиоволн) от препятствий состоит в том, что под влиянием радиоволн, излучаемых РЛС, в этих препятствиях возникает переменный ток, который служит источником вторичного излучения. Частоту сигнала вторичного излучения в первом приближении можно принять равной первичному, поэтому вторичное излучение волн можно рассматривать как частичное отражение волн от данного препятствия (f_{отр =} f_зонд; _{отр. =} _зонд.).

Плотность потока отраженной энергии зависит от плотности потока падающей энергии, электрических свойств объекта, его конфигурации и размеров по сравнению с длиной падающей волны.

Коэффициент отражения радиоволн от металлических поверхностей практически равен единице, а от диэлектрических – меньше единицы и зависит от диэлектрической проницаемости  . Чем больше , тем больше коэффициент отражения.

Явление вторичного отражения радиоволн объектами принято подразделять на:

• зеркальное отражение;

• диффузное или рассеянное отражение;

• дифракцию (огибание).

Зеркальное отражение

Условия возникновения:

- отражающая поверхность достаточно ровная (гладкая);

- размеры отражающего объекта значительно больше длины волны РЛС l_отр.об.  _РЛС .

В этом случае отражение происходит по известным законам оптики (рис. 1.2 а, слайд 5; 7).

Отраженная волна не возвращается к источнику излучения (угол падения  равен углу отражения ), если волна не падает перпендикулярно поверхности.

Диффузное или рассеянное отражение

Если отражающая поверхность имеет многогранное строение, то радиоволны отражаются диффузно, так как на различные малые грани предмета волны падают под различными углами и, следовательно, отраженные волны распространяются по всем направлениям, т.е. рассеиваются ( рис. 1,2 б, слайд 5; 7).

Диффузное отражение происходит и в том случае, если размеры отражающей поверхности соизмеримы с длиной падающей волны

( l_отр.об.  _РЛС ).

В этом случае отражающий объект является вторичным ненаправленным излучателем.

Радиолокационные цели обладают неровной поверхностью, состоящей из множества граней, поэтому волны от них отражаются преимущественно диффузно (рис. 1.3; слайд 6; 8 ).

Вследствие рассеяния энергии в пространстве к приемному устройству возвращается очень малая часть излучаемой энергии, называемой отраженным сигналом или эхо-сигналом.

Радиолокационная цель характеризуется эффективной отражающей поверхностью _ц. Под эффективной отражающей поверхностью цели понимается эквивалентная металлическая поверхность, расположенная перпендикулярно источнику облучения и создающая в точке приема такой же поток энергии, что и поверхность цели.