Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Радиотехническими системами (РТС) называют системы передачи или извлечения информации с помощью радиосигналов. Радиосигналы - это электромагнитные колебания с частотами в диапазоне 10 кГц ÷ 30 ГГц. Нижняя частота указанного диапазона использовалась в радионавигационной сисетме "Омега" [1], верхняя используется в радилокационных станциях (РЛС) малой дальности действия [2].
Чаще всего РТС используют в радиосвязи, радиолокации, радионавигации и радиоуправлении беспилотными объектами. В последние годы преподавателсями МИЭТ И.М. Тепляковым [3] и В.А. Галкиным [4] изданы пособия по широкому кругу вопрособ построения, функционирования, характеристик систем радиосвязи. Поэтому указанные системы в данном пособии не рассматриваются.
Предлагаемое пособие состоит из пяти разделов. В первом разделе излагаются сведения о методике расчета дальности действия радиосистем. С целью придания общности этому материалу все радиосистемы подразделяются на три группы, каждая из которых включает ряд различных по наначению систем.
Второй раздел посвящен радиолокационным устройстам и системам. Здесь рассмотрены физические принципы, лежащие в основе радиолокации, и блок-схема радиолокационной станции. Также определены параметры сигналов, от которых зависит разрешающая способность РЛС по дальности, угловым координатам и скорости цели. Приводится подробный анализ методики обнаружения когерентной и некорентной пачек радиоимпульсов и расчета требуемого отношения сигнал/шум для обнаружения сигнала с заданными статистическими характеристиками. Рассмотрены разновидности РЛС, работающие с когерентным и некогерентным сигналом, а также методы обеспечения помехозациценности РЛС в отношении пассивнях и активных помех.
В третьем разделе рассмотрен принцип функционирования радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА), предназначенных для обследования поверхности Земли или другой планеты.
Четвертый раздел посвящен радионавигационным системам (РНС). Приведены краткие сведения о неавтономных РНС, разработанных в середине прошлого столения. Подробнее рассмотрены автономные РНС, в которых вся аппаратура находится у потребителя навигационной информации. Достаточное внимание уделено современным спутниковым РНС (на примере американской системы GPS и отечественной глобальной спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС).
В пятом разделе приведены краткие сведения о методах и аппаратуре систем радиоуправления беспилотными объектами на примере систем наведения снарядов. Рассмотрены принципы работы и характеристики систем наведения по радиолучу, систем командного управления и самонаведения. Приведены структурные схемы радиотехнических устройств, обеспечивающих работу указанных систем.
По схеме расчета дальности действия радиотехнические системы удобно разделить на три группы:
Во всех случаях дальность действия определяется как расстояние от источника сигнала до места расположения средств системы, при котором система удовлетворяет предъявленным к ней требованиям. Для радиолокационных систем это может быть выполнение требований в отношении вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги (или точности измерения координат целей). Для систем цифровой радиосвязи - не превышение допустимой ошибки на бит информации.
Упомянутые параметры радиосистем тесно связаны с отношением сигнал/помеха на входе приемного устройства. Поэтому выражение дальности действия системы включает это отношение.
Расчеты дальности действия радиосистем Rmax будем проводить в такой последовательности. Вначале определим методику расчета потенциальной дальности действия, т.е. дальности в свободном пространстве и при наличии единственной помехи в виде теплового шума приемника.
В дальнейшем мы рассмотрим влияние на величину таких явлений, как затухание радиоволн в атмосфере, их отражение от земной поверхности и ограничение дальности действия прямой видимостью. Во втором разделе будут рассмотрены естественные и организованные помехи радиолокационным станциям и методы помехозащиты.
Обозначим мощность передатчика , коэффициент усиления передающей антенны в направлении на приемник G, эффективный раскрыв приемной антенны , расстояние между передатчиком и приемником R, мощность шума приемника Pш = NшkTΔfпр, где Nш - коэффициент шума, k = 1.38·10-23 Дж/град - постоянная Больцмана, T° - абсолютная температура окружающей среды, Δƒпр - полоса пропускания приемника. Плотность потока мощности передаваемого сигнала на расстоянии R от передатчика равна
.
Мощность сигнала на входе приемника составляет
.
Для общности будем считать, что для передачи сообщений используются импульсы сложных сигналов длительностью tс и шириной спектра Δƒс. Поэтому учтем возрастание мощности сигнала после согласованной фильтрации в B раз. Для учета потерь сигнала в устройствах радиотракта введем коэффициент потерь La < 1. Тогда отношение сигнал/шум на входе приемника будет равно
.
Приравнивая ρ требуемому значению ρтр, найдем дальность действия Rmax
.
В подобные выражения ρтр нужно подставлять не в децибелах, а в относительных единицах. Полагаем, что приемник согласован с сигналом, т.е. Δƒпр = Δƒс. Тогда
. (1.1)
К данному типу радиосистем относятся радиолокационные станции (активные и полуактивные) и системы с ретрансляторами (активные радиолокаторы с активным ответом и некоторые системы радиосвязи).
Упрощенная блок-схема активной радиолокационной станции (РЛС) представлена на рис.1.1. Характерной ее особенностью является расположение передатчика и приемника в одном месте.
Рис.1.1.Упрощенная блок-схема активной РЛС.
АП - антенный переключатель.
Блок - схема полуактивной радиолокационной системы приведена на рис.1.2. В данной системе передатчик и приемник, как правило, разнесены на большое расстояние. Примером подобной системы является полуактивная система самонаведения снарядов.
Рис. 1.2. Полуактивная РЛС.
Для наведения на цель в головной части снаряда устанавливается приемник с антенной и устройством выработки команд управления. Мощный передатчик, облучающий цель (передатчик подсвета цели), находится в месте расположения пусковой установки (на земной поверхности, на корабле, на самолете). Отраженный целью сигнал принимается на снаряде. По этому сигналу осуществляется наведение снаряда
Приведенным примером можно воспользоваться и для иллюстрации работы пассивных радиолокаторов. Если на цели находится работающее радиооборудование, снаряд с головкой самонаведения может наводиться по радиосигналу, излучаемому целью. При этом передатчик подсвета не требуется.
Последний тип радиолокаторов называется активным радиолокатором с активным ответом (рис.1.3).
Рис.1.3. Блок-схема РЛС с активным ответом.
АП - антенный переключатель.
Примером подобных систем является радиолокационная система управления движением самолетов в окрестности аэропорта. Наличие ответчика (ретранслятора зондирующего сигнала) на борту самолета позволяет не только увеличить дальность действия наземного радиолокатора, но и идентифицировать конкретный самолет по кодированному ответному сигналу.
В дальнейшем мы рассмотрим методику расчета дальности действия упомянутых типов радиолокационных систем.
Дальность действия активных и полуактивных радиолокационных систем в свободном пространстве.
Начнем с полуактивной системы.
Плотность потока мощности зондирующего сигнала в месте нахождения цели равна
.
Здесь и - мощность передатчика и коэффициент усиления передающей антенны. Мощность отраженного сигнала в направлении на приемник пропорциональна величине . Коэффициент пропорциональности σ, имеющий размерность площади, называют эффективной площадью рассеяния (ЭПР) цели. Следовательно, плотность потока мощности отраженного сигнала в месте расположения приемника равна
(1.2)
Мощность отраженного сигнала на выходе приемной антенны равна
(1.3)
Здесь A - эффективный раскрыв приемной антенны. В (1.3) нужно внести безразмерный коэффициент аппаратурных потерь . Тогда (1.3) перейдет в выражение
(1.4)
Кстати, приведем соотношение между коэффициентом усиления антенны и ее эффективным раскрывом
,
где λ - длина волны.
Учтем результаты, полученные в разделе 1.2, в том числе предположение об использовании сигналов с произвольным значением базы
.
Тогда получим выражение для максимального значения произведения в виде
. (1.5)
Величина определяется заданным качеством обнаружения цели (заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги). Методика расчета рассматривается ниже.
Для импульсных РЛС величина равна длительности импульса передатчика.
Для активного радиолокатора . При этом формула (1.5) переходит в выражение для дальности действия этого типа аппаратуры
(1. 6)
Заметим, что при выводе формул (1.5) и (1.6) предполагалось, что цель находится на направлении максимального излучения передающей антенны и направлении максимального приема приемной антенны.
В формулах (1.5) и (1.6) мощность передатчика следует подставлять в Ваттах, эффективный раскрыв антенны и ЭПР цели в квадратных метрах, , La, - в относительных единицах, "k" - в , - в градусах Кельвина, - в Герцах. Тогда , , будут выражаться в метрах.
Величину
,
которая в значительной степени определяет дальность действия радиолокатора, иногда называют энергетическим потенциалом РЛС.
Дальность действия активной радиолокационной системы с активным ответом.
Для заданной дальности действия системы существуют два уравнения
, (1.7)
где - максимальная дальность, при которой ретранслятор обнаруживает зондирующий сигнал;
- максимальная дальность, на которой радиолокатор обнаруживает ответный сигнал. Примем худшие случаи =; .
Дальности и рассчитываются по методике, аналогичной той, которая была использована при выводе формул (1.5) и (1.6). Поэтому приведем выражения без доказательства.
(1.8)
(1.9)
Параметры радиолокатора в правых частях (1.8) и (1.9) снабжены индексом "1", а параметры ретранслятора - индексом "2". Коэффициент представляет собой произведение коэффициентов потерь передающей части радиолокатора и приемной части ретранслятора. Коэффициент - это произведение коэффициентов потерь передающей части ретранслятора и приемной части радиолокатора. Энергетические параметры радиолокатора и ретранслятора рассчитываются по формулам (1.8) и (1.9) при заданном значении .
Расчетные формулы (1.8) - (1.9), полученные в этом разделе, можно использовать при расчетах других систем с ретрансляторами.
Дальность действия пассивного радиолокатора.
Дальность действия пассивного радиолокатора можно рассчитать по формуле (1.9), если полоса пропускания приемника не меньше ширины спектра сигнала, излучаемого аппаратурой на цели. В противном случае числитель подкоренного выражения в (1.9) нужно умножить на отношение полосы пропускания приемника радиолокатора к ширине спектра сигнала, излучаемого целью. Теперь в (1.9) - это дальность действия РЛС, параметры радиолокатора имеют индекс "1", а параметры аппаратуры на цели - индекс "2". Коэффициент потерь в приемной части радиолокатора равен .
При распространении радиосигнала в атмосфере плотность потока мощности уменьшается вследствие поглощения молекулами кислорода и водяного пара, а также из-за рассеяния гидрометеорами (частицами воды). Ослабление сигнала характеризуют коэффициентом затухания (дБ/км). Этот коэффициент численно равен уменьшению мощности сигнала (в децибелах) на трассе длиною 1 км.
Если дальность цели до активного радиолокатора составляет километров, то мощность отраженного сигнала уменьшается на дБ. В относительных единицах потери затухания составляют
(1.10)
Дальность действия фигурирует в техническом задании. Поэтому для расчета какого-либо энергетического параметра активного радиолокатора в (1.6) - (1.9) вместо коэффициента аппаратурных потерь нужно использовать произведение . Величина определяется формулой (1.10), в которой .
Аналогично для полуактивной радиолокационной системы в формулу (1.5) вместо нужно подставить произведение
.
Атмосферные потери в децибелах выражаются соотношением
дБ.
Здесь и - заданные максимальные дальности цели до передатчика и приемника системы.
Для пассивного радиолокатора потери определяются по формуле
.
Для активной радиолокационной системы с активным ответом в числители формул (1.8) и (1.9) нужно ввести множитель
.
Аналогичные поправки нужно внести в формулы дальности действия систем с односторонним распространением сигналов.
Коэффициент затухания α зависит от состояния атмосферы и несущей частоты сигнала . На рис.1.4 представлена зависимость для сухой атмосферы (при отсутствии гидрометеоров).
Рис.1.4. Затухание сигналов в атмосферных газах.
Ось абсцисс - частота в ГГц, ось ординат - затухание в дБ/км.
На рис.1.5 представлены зависимости коэффициента затухания от несущей частоты сигнала и интенсивности дождя, которая измеряется количеством выпадающих осадков в мм/ч.
Рис.1.5.Затухание сигналов в дожде.
Ось абсцисс - частота в ГГц, ось ординат - затухание в дБ/км.
При выполнении расчетов атмосферных потерь нужно учитывать следующие соображения. Зависимости для сухой атмосферы получены при атмосферном давлении 760 мм ртутного столба. Вместе с тем, если цель находится на значительной высоте, траектория радиолучей проходит частично в разреженных слоях атмосферы. В результате, атмосферные потери уменьшаются. В качестве примеров на рис.1.6 представлены зависимости полных потерь затухания для различных значений угла места радиолокационной цели.
Рис.1.6. Зависимость полных потерь затухания от угла места цели.
По оси абсцис отложены дальности в морских милях, по оси ординат - полные потери при двустороннем распространении сигналов. Параметром семейства кривых является угол места цели в градусах. Сравнение кривых на рис.1.6 свидетельствует о заметном уменьшении атмосферных потерь с ростом угла места цели.
При расчете потерь в дожде необходимо также учитывать следующие особенности, основанные на опытных данных. Статистические данные свидетельствуют о малой вероятности сильных дождей (интенсивность более (4 ÷ 5) мм/час); о небольших размерах территории, занятой сильным дождем (диаметр дождя < 50 км для дождя с интенсивностью 5 мм/час); о малых интенсивностях дождей ( 4 мм/час) на высотах, больших 4 км.
При прочих равных условиях атмосферные потери увеличиваются с уменьшением длины волны зондирующего сигнала. Поэтому в радиолокаторах с большой дальностью действия, как правило, не используют сантиметровый и миллиметровый диапазоны волн. Исключением являются радиолокаторы, работающие по высотным целям, и радиолокаторы космического базирования.
До сих пор мы рассматривали методику расчета дальности действия радиосистем в отсутствие земной поверхности. Теперь учтем влияние земной поверхности на дальность действия систем.
Земная поверхность двояко влияет на дальность действия радиолокатора. При частотах сигнала f > (15 ÷ 30) МГц (λ < 10 м ÷ 20 м) кривизна земной поверхности ограничивает дальность действия дальностью прямой видимости (пр). Второй фактор влияния земной поверхности связан с тем, что сигнал может приходить от передатчика к цели или к приемнику двумя или несколькими путями: непосредственно от передатчика и путем переотражения от земной поверхности. Мощность результирующего сигнала зависит не только от величин, входящих в выражения (1.5) ÷ (1.9), но и от соотношения амплитуд и фаз упомянутых сигналов. В радиолокационных системах то же относится к распространению отраженного сигнала от цели к приемнику.
Величина пр определяется высотами над земной поверхностью антенны радиолокатора (или передатчика) h и цели (или приемника) H, а также эквивалентным радиусом Земли (). Как следует из рис. 1.7,
Рис.1.7. К расчету дальности прямой видимости
При выводе выражения (1.11) принято, что и . В свою очередь, с учетом рефракции радиоволн
(1.11)
В формуле (1.85) - физический радиус Земли; n - коэффициент преломления атмосферы на высоте H. Производная зависит от состояния атмосферы. Для так называемой стандартной атмосферы
.
Подставляя это значение в формулу (1.11), получим величину для стандартной атмосферы: км.
Следовательно, в условиях стандартной атмосферы дальность прямой видимости составляет
. (1.12)
Окончательно дальность действия радиолокатора равна
.
Определим зависимость угла места цели ε от ее высоты H и дальности до радиолокатора R. По определению это угол между линией визирования цели и местным горизонтом. Из рассмотрения рис.1.8 следует, что
.
Рис. 1.8. К расчету величины угла места.
Отрезок "x" найдем из приближенного равенства , откуда . Следовательно,
(1.13)
Если связь величин ε, H и R выражать формулой (1.13) можно с некоторым приближением использовать модель плоской Земли.
Задачу, сформулированную в заголовке, будем решать на упрощенной модели земной поверхности (рис.1.9). Полагаем, что Земля является плоской и гладкой. Первое допущение вполне оправдано тем, что точки отражения (например, точка, S на рис.1.9) находятся на небольших расстояниях от антенны радиолокатора. При принятых допущениях отражения можно считать зеркальными. Вначале рассмотрим влияние отражений на дальность действия РЛС, а затем обобщим полученные результаты на системы с односторонним распространением сигналов. Приемно-передающая антенна РЛС находится в точке N на высоте h, а цель - в точке M на высоте H. Напряженность поля зондирующего сигнала в точке M равна сумме напряженностей прямой волны и переотраженной волны . Пусть цель находится в максимуме ДН антенны. Тогда амплитуды указанных напряженностей с учетом обозначений на рис.1.9 можно выразить так
;
.
Здесь p - модуль коэффициента отражения волны от земной поверхности, а F(·) - нормированная ДН антенны.
Рис.1.9. К оценке разности фаз напряженностей поля Е1 и Е2.
Фазовый сдвиг между составляющими суммарного поля и представим в виде суммы
.
Слагаемое - это фазовый сдвиг при отражении от земной поверхности. Величина обязана разности длин путей прямой и переотраженной волн. Как видно из рис.1.9,
. (1.14)
Следовательно, результирующая напряженность E равна
.
Здесь называется интерференционным множителем.
Плотность потока мощности пропорциональна квадрату напряженности поля. Поэтому соотношение плотностей потоков мощности зондирующего сигнала в точке M с учетом и без учета отражений от Земли ( и соответственно) имеет вид
.
Аналогичные явления происходят и при распространении отраженного от цели сигнала до приемной антенны. Поэтому соотношение между плотностями потоков мощности отраженного сигнала в месте расположения радиолокатора с учетом и без учета влияния Земли ( и ) имеет вид
.
Следовательно, связь между дальностью действия радиолокатора с учетом отражений от Земли и дальностью действия в свободном пространстве дается выражением
(1.15)
Модуль коэффициента отражения p и фазовый сдвиг зависят от свойств земной поверхности в точке отражения, угла падения , частоты сигнала и поляризации падающей волны. Для горизонтальной поляризации , а в широких пределах изменения частоты и угла падения волны.
Поведение "p" и "" в функции угла падения и частоты при распространении радиосигналов над гладкой водной поверхностью и вертикальной поляризации иллюстрируется на рис.1.10 и рис.1.11.
Рис.1.10. Зависимость коэффициента отражения от угла места цели. Ось абсцисс - угол места цели, ось ординат - коэффициент отражения.
Рис.1.11. Зависимость фазы коэффициента отражения от угла места цели.
Ось абсцисс - угол места цели, ось ординат - фаза коэффициента отражения.
Анализ формулы (1.15) позволяет сделать вывод о том, что при малых значениях угла величина осциллирует. Чтобы убедиться в этом, примем
.
При малых углах для обоих видов поляризации сигнала . Кроме того, при имеем . Здесь - ширина диаграммы направленности антенны.
В этом случае
(1.16)
Как следует из формулы (1.16), при изменении величина изменяется в пределах . В частности, при , , p = 1, . При , и .
При и .
На рис.1.12 иллюстрируется зависимость при , частоте 3ГГц и вертикальной поляризации зондирующего сигнала.
Рис.1.12. Зависимость отношения от угла ε.
Несложные расчеты показывают, что все сказанное о влиянии отражений от земной поверхности на дальность действия РЛС, справедливо и для систем с односторонним распространением сигналов.
Об ошибках измерения угла места цели
Возвратимся к рис.1.9. Обратим внимание на штриховую линию, идущую от антипода цели (точка М′) в точку отражения S. Эта линия является продолжением отрезка NS.Следовательно, мы можем заменить отраженный от Земли сигнал новым сигналом, исходящим из антипода. Таким образом, наличие отражений от земной поверхности приводит к появлению второго (помимо цели) объекта – антипода. Если антипод находится в пределах диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости, угломер будет измерять не угол места цели, а направление на некий радиолокационный центр пары объектов: цели и антипода. Из–за этого появляется ошибка измерения угла места цели. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в главе 2.
Отражение части электромагнитной энергии зондирующего сигнала от объекта является следствием рассеяния радиоволн на границе двух сред с различающимися значениями электрофизических параметров (проводимости, диэлектрической постоянной, магнитной проницаемости). В соответствии с (1.2) ЭПР цели определяется выражением
(1.17)
В (1.17) величина R - это дальность цели до приемника радиолокатора, а ЭПР имеет смысл коэффициента, связывающего плотность потока мощности падающей и отраженной волн.
Дадим характеристику ЭПР объектов, исходя из качественных физических представлений.
Прежде всего разделим все объекты в зависимости от отношения максимального линейного размера цели L к длине волны радиолокатора на две группы:
Типичным представителем объектов первой группы являются гидрометеоры (капли воды в воздухе) и полуволновые диполи, используемые для создания помех радиолокаторам. Сюда же относятся мелкие элементы земной поверхности. Характерным для этой группы является появление объектов в виде скоплений, заполняющих некоторый объем пространства или участок земной поверхности. Поэтому такие объекты называют объемно-распределенными или поверхностно-распределенными.
ЭПР объемно-распределенного объекта вычисляется с использованием понятия разрешаемого объема ΔW по формуле
. (1.18)
Здесь - удельная ЭПР объемно-распределенного объекта данного вида. Величина равна суммарной ЭПР отражателей в единице объема (обычно в 1 м3). Размерность .
Аналогично, ЭПР поверхностно-распределенного объекта определяется с использованием понятия разрешаемой площадки ΔS по формуле
. (1.19)
Здесь - удельная ЭПР поверхностно-распределенного объекта. Величина равна суммарной ЭПР объекта данного вида в пределах площадки, равной 1м2. Размерность , т.е. - безразмерная величина. Ее иногда называют коэффициентом отражения поверхности данного вида.при расчете ЭПР . Величины ΔW и ΔS – разрешаемый объем и разрешаемая площадка РЛС, соответственно; определяются разрешающей способностью РЛС по дальности и угловым координатам..
Если распределенный объект представляет собой источник помехи для радиолокатора, желательно с целью уменьшения его ЭПР (а, следовательно, и для уменьшения мощности помехи) улучшать разрешающую способность радиолокационной станции по дальности и угловым координатам. При обнаружении движущихся целей на фоне распределенных объектов желательно улучшать и разрешение радиолокатора по скорости.
Ко второй группе объектов относится большинство радиолокационных целей (самолеты, вертолеты, автомобили, снаряды).
Приведем формулы для расчета ЭПР объектов простой геометрической формы.
ЭПР сферы радиуса a при приблизительно равна площади ее поперечного сечения
. (1.20)
Направление, в котором рассеивается основная часть сигнала, облучающего гладкую поверхность, определяется законом зеркального отражения. Поэтому главный вклад в ЭПР сферы дает окрестность так называемой блестящей точки. Блестящей называется точка, в которой направление облучения нормально к поверхности объекта.
Сферу с хорошо проводящей поверхностью можно использовать в качестве эталона при экспериментальном определении ЭПР сложного объекта на полигоне. Пусть объект находится на расстоянии R1 от РЛС, а эталонная сфера радиуса “a”– на расстоянии R2. Измерив мощности отраженных сигналов от объекта ( P1) и от сферы (P2), рассчитаем ЭПР объекта σ по формуле
P1/ P2 (R1/ R2)4.
ЭПР прямоугольной пластинки с размерами a и b при облучении ее под углом γ к нормали (рис.1.13) определяется формулой
Рис.1.13. Иллюстрация расчета ЭПР пластинки.
(1.21)
В (1.21) S = a · b - площадь пластинки. В частности, при γ = 0 (облучение по нормали)
(1.22)
Пластинка ведет себя как плоская антенна, извлекающая из первичного поля мощность и переизлучающая ее в направлении на радиолокатор с коэффициентом усиления антенного раскрыва с площадью S, равного .
Обычно . Поэтому ЭПР пластинки при облучении ее по нормали значительно превышает площадь пластинки. Однако, если угол облучения отличается от прямого (|γ| > 0), ЭПР пластинки резко уменьшается.
Уголковые отражатели состоят из трех взаимно-перпендикулярных пластинок квадратной или треугольной формы. Благодаря двукратному или трехкратному отражению сигнала от граней отражателя основная часть облучающего сигнала возвращается в направлении радиолокатора. Процесс отражения сигнала иллюстрируется на рис.1.14 для частного случая двукратного отражения.
Рис.1.14. Уголковый отражатель
Рассмотрение этого рисунка позволяет сделать следующие выводы:
Следовательно, отраженный сигнал есть синфазный пучок, аналогичный сигналу от пластинки при нормальном облучении. Поэтому ЭПР уголкового отражателя сохраняет практически постоянное значение в широком угловом секторе. ЭПР уголкового отражателя примерно равна ЭПР одной грани при нормальном ее облучении.
Модель сложной цели в виде совокупности блестящих точек. Формулу (1.20) можно обобщить на случай произвольной поверхности двойной кривизны. Если такая поверхность имеет одну блестящую точку, то ее ЭПР приближенно равна
.
Здесь и - главные радиусы кривизны поверхности (минимальный и максимальный) в блестящей точке. Понятие блестящей точки позволяет уяснить особенности рассеяния радиоволн объектами сложной формы. Объект, на поверхности которого имеются две или более блестящих точек, называется сложной целью.
Основной вклад в ЭПР сложной цели также дают отражения от блестящих точек, которых может быть довольно много. Например, при облучении самолета вдоль продольной оси основной вклад в ЭПР дают блестящие точки на носу, мотогондолах. В некоторых случаях блестящие точки могут располагаться на кромках крыльев и хвостового оперения. Математическое ожидание результирующей ЭПР можно приближенно определить как сумму ЭПР в отдельных блестящих точках .
В общем случае реальный объект можно заменить совокупностью блестящих точек. Такое представление сложной цели будет использовано в главе 2 для получения временных и спектральных характеристик сигналов, отраженных сложными целями.
В таблице 1.1 приведены усредненные значения ЭПР некоторых объектов.
Таблица 1.1
|
Объект |
ЭПР(м2) |
|
Крылатая ракета Небольшой одномоторный самолет Большой самолет-истребитель Реактивный авиалайнер средних размеров Большой реактивный авиалайнер Вертолет Автомобиль Человек Большая птица |
0,1 1 6 20 40 3 100 1 10–2 10–5 |