55. Коэффициенты отражения Френеля

Отражение и преломление плоской э/м волны при ее падении на плоскую границу двух сред определяется коэффициентами Френеля. Коэф-т отражения для горизонтальной поляризованной волны (называют также волной с перпендикулярной поляризацией) равен (для немагнитной среды): R_Г(∙)=E₁/E₀=(cosθ₁-√(ε₂/ε₁-sin²θ₁))/(cosθ₁+√(ε₂/ε₁-sin²θ₁))=(cosθ₁-√(ε-sin²θ₁))/(cosθ₁+√(ε-sin²θ₁)), где ε₁ – относительная диэлектрическая проницаемость первой среды (1 для воздуха); ε₂ – то же для второй среды, ε₂=ε=ε`(1-j∙tgδ), tgδ=σ/(ωε<sub>0</sub>ε`), ε₀=1/(36π)∙10^-9Ф/м Ф/м. Таким образом выражение для относительной диэлектрической комплексной проницаемости среды ε=ε`-j∙60λσ (*). Для вертикально поляризованной волны, волны с параллельной поляризацией (вектор Е лежит в плоскости падения) R_В= E_1x(∙)/E_0x(∙)= -((ε₂(∙)cosθ₁ –√ε₂(∙)∙√(ε₂(∙)- ε₁(∙)sin²θ₁))/((ε₂(∙)cosθ₁+√ε₂(∙)∙√(ε₂(∙)-ε₁(∙)sin²θ₁))=-((ε(∙)cosθ₁–√(ε₂(∙)-ε₁(∙)sin²θ₁))/((ε(∙)cosθ₁ –√(ε(∙)- ε₁(∙)sin²θ₁)). (РИСУНОК).

При нормальном падении коэф-ты R_B(∙)и R_Г(∙) совпадают: R=R_Г=R_B=(1-√ε)/(1+√ε) (наверху везде точки). Иногда коэф-т отражения R_B(∙) определяют как отношение напряженностей магнитного поля Н₁/Н₀. Для грунтов ε’=2÷24. Для средних грунтов ε’=10. Для морской воды ε’=80. В радиолокации, когда λ<1 м, мнимой частью выражения (*) можно пренебречь (для грунта), а для морской воды, если λ в см и мм диапазонах. Изменение коэф-тов Френеля: R_В,Г(∙)= R_В,Г ∙exp(-jφ_В,Г). (РИСУНОК). Из рисунка видно, что для горизонтальной поляризации φ_г=180˚. Для вертикальной поляризации для чистого диэлектрика R_в=0 при cosθ₁= √(ε’-1/ε’)≈ 1/√ε’ – угол Брюстера. Для реальных сред с потерями R_в достигает минимума вблизи угла, равного ≈73˚. В наземных РЛС обычно используется вертикальная поляризация, преимуществом которой является меньшее значение модуля коэф-та отражения при углах скольжения близких к углу Брюстера. Это заметно снижает зеркальное отражение при θ<89˚ над водой и θ<88˚ над сушей, что уменьшает интерференционные провалы ДН. Имеется возможность ослабить отражение с помощью круговой поляризации.

56. Противорадиолокационные покрытия

(РИСУНОК). Коэф-т отражения, коэф-т Френеля при нормальном падении плоской волны на границе воздух-покрытие равен (см. раньше). Обычно для этих целей применяется пенопластовый каркас с наполнителем, хорошо поглощающий радиоволны, причем плотность материала и концентрация поглотителя должны возрастать с глубиной. Радиопоглощающий материал наиболее удобен в виде пирамид с углом при вершине от 30 до 60 градусов, что обеспечивает многократное переотражение, увеличивающее поглощение. Для снижения коэф-та отражения на 20дБ высота пирамид должна быть от 0,5 до 0,6 длины волны. Для снижения на 50 дБ – от 7 до 10 длины волны. Меньшую толщину, но в гораздо более узком диапазоне имеют интерференционные покрытия. При выборе их толщины используется формула: d= λ/(4∙Re√ε(∙)μ(∙)). Имеет место противофазность колебаний, отражающихся от покрытия объекта, а в случае равенства амплитуд имеет место полное уничтожение отражения. Покрытие может быть изготовлено из различных пластмасс или каучука, наполненного порошком графита или карбольного железа.