Лекция №9

- полупроводниковый вибратор – вибратор, имеющий длину .

(рис. 1)

– напряженность электрического поля вблизи вибратора, – вблизи РЛС, - угол, под которым направлен луч, по отношению к вибратору – угол между напряжением электромагнитной волны и положением вибратора, - волновое сопротивление излучения вибратора: .

На входе приемника формируется напряженность поля: .

ЭПР: , где R – это расстояние.

У полупроводникового вибратора отмечается сильная зависимость от угла прихода электромагнитной волны по отношению к вибратору. Полупроводниковый вибратор используется для определения направления и скорости ветра на больших высотах, путем доставки полупроводникового вибратора (рассеивателя) на заданную высоту.

- уголковый отражатель – используется в качестве мишени, когда РЛС определяет координаты цели (α, β, D), а по ним определяется скорость и направление ветра в СА. Чаще применяют уголковый отражатель с треугольными или квадратными гранями. Принцип отражения электромагнитных волн происходит по законам оптики.

(рис. 2)

Отражение электромагнитной волны от двухгранного отражателя можно заменить отражением от плоской пластины, находящейся в плоскости падающей волны.

Мы можем оценить так называемую эквивалентную площадь: , где - угол падающей электромагнитной волны относительно вертикальной грани.

Если , то , и тогда .

Для такого двухгранного уголкового отражателя эффективная площадь будет определяться следующим выражением:

Двухгранный уголковый отражатель дает зеркальное отражение электромагнитной волны в том случае, когда падающий луч лежит в плоскости S перпендикулярно отражателя. При падении электромагнитной волны в других направлениях отраженная волна будет менять свое направление. Для того, чтобы отраженный сигнал совпадал с направлением падающей электромагнитной волны необходимо использовать трехгранные отражатели с взаимно перпендикулярными плоскостями.

(рис. 3)

, чем больше l,

тем больше значение.

- гидрометеоры (капли, кристаллы) – если до этого было зеркальное отражение, то для гидрометеоров отличается дифракционное рассеяние:

(размеры гидрометеоров, диаметр).

При взаимодействии с падающей электромагнитной волны в гидрометеоре индуцируются магнитный и электрический дипольные моменты. Способность гидрометеоров возвращать часть рассеянной энергии к источнику количественно характеризуется поперечным сечением обратного рассеяния.

, где – порядок электромагнитных волн, падающих на гидрометеор, – количество гидрометеоров в единице объема (м³), – амплитуды парциальных волн, излученных магнитными и электрическими диполями, квадродиполями и т.д. Эти множители имеют сложный вид и рассчитываются с помощью специальных функций.

Уравнение дальности радиолокационного наблюдения за объектом.

При создании радиотехнических комплексов зондирования необходимо оценивать дальность обнаружения объектов с помощью РЛС. Дальность обнаружения объектов РЛС зависит от технических характеристик станции, отражательной способности цели и условий распространения электромагнитных волн. Для оценки дальности обнаружения в первом приближении исключают влияние атмосферы, связанное с поглощением электромагнитных волн. Считается, что траектория электромагнитной волны прямолинейна, при этом известно эффективная площадь рассеяния объекта σ.

При выше перечисленных условиях выполним оценку обнаружения точечной цели:

(рис. 4)

, где - плотность потока.

Антенна имеет коэффициент направленного действия КНД (передатчика):

, где - по мощности, – по напряженности.

Оценим мощность отраженного сигнала от цели:

Наша антенна имеет эффективную площадь, как в режиме приема, так и передачи, для этого нам надо знать величину мощности, принимаемой приемной системой.

(прием), где – эффективная площадь приема антенны;

, показывает эффективную площадь приемной антенны в направлении максимальной диаграммы направленности;

Если антенна и принимает, и передает, то:

Если нам известна мощность минимального отраженного сигнала (пороговая мощность или чувствительность РЛС), то можно определить предельную дальность обнаружения:

, где – нормированное уравнение диаграммы направленности.

Когда диаграмма направленности РЛС направлена на цель – уравнение нормированной диаграммы направленности, связанное с напряженностью электромагнитного поля или мощностью сигнала, будет определяться как:

;

.

Введем данные о КНД : .

Уравнение радиолокационного наблюдения точечной цели связывает максимальную дальность обнаружения с чувствительностью приемного устройства, мощностью излучаемых импульсов, эффективной площадью приемной антенны и длиной волны.