Читайте также:
|
|
Эффективной площадью рассеяния цели (ЭПР) называют площадь поперечного сечения такого воображаемого объекта, который рассеивает всю падающую на него мощность изотропно, т.е. равномерно во все стороны, и при этом создает в месте расположения антенны такой же сигнал, как и реальная цель.
Если плотность потока мощности облучающей цель волны РЛС П 1, то при ЭПР цели ею будет извлечена и изотропно рассеяна мощность . При расстоянии от цели до РЛС, равном Д, плотность потока мощности отраженного сигнала у антенны РЛС
Отсюда ЭПР цели (5.1)
Из этой формулы следует, что ЭПР имеет размерность площади; она не зависит ни от интенсивности облучающей волны, ни от расстояния Д, поскольку при увеличении П 1 пропорционально меняется П 2 и отношение П 2/ П 1 сохраняется неизменным, а при увеличении Д это отношение меняется пропорционально Д 2.
В общем случае необходимо учитывать поляризационные характеристики антенны РЛС, объекта и среды распространения. В этом случае ЭПР записывают в виде матрицы
(5.2)
компоненты которой
;
;
где – плотность потока мощности горизонтально и вертикально поляризованной падающей волны;
– плотность потока мощности горизонтально и вертикально поляризованной отраженной волны.
Плотность потока мощности отраженной волны, создаваемая реальной целью сложной конфигурации, определяющим образом зависит от числа и взаимного расположения некоторых областей на поверхности цели, именуемых «блестящими» или «светящимися» точками. Положение «блестящих» точек определяется касательной плоскостью, перпендикулярной направлению облучения цели. В большинстве случаев поверхность реальной цели содержит много «блестящих» точек. Вместе с тем на примере даже двухточечной модели можно выявить ряд важных закономерностей, имеющих место при формировании отраженного сигнала.
Предположим, что на поверхности цели имеются две «блестящие» точки 1 и 2 с равными ЭПР ; расстояние между точками d много меньше расстояний Д 1 и Д 2 до РЛС (рис. 5.1).
Поскольку разность расстояний , то фазовый сдвиг сигналов, приходящих к антенне РЛС, будет равен . Амплитуда напряжения результирующего сигнала при приеме
,
где U 1 и U 2 – амплитуды напряжений сигналов, обусловленных каждой «блестящей» точкой в месте расположения РЛС.
Так как , то напряжение результирующего сигнала при приеме
а его мощность
В таком же соотношении будут результирующая ЭПР цели и ЭПР «блестящей» точки
(5.3)
Зависимость ЭПР цели от направления ее облучения () называют диаграммой обратного вторичного излучения d
(5.4)
Как следует из этой зависимости, диаграмма обратного вторичного излучения цели носит многолепестковый характер. Нули функции соответствуют направлениям облучения, где сигналы, отраженные от «блестящих» точек, находятся в противофазе, а максимумы - направлениям синфазного сложения. Чем больше отношение , тем сильнее проявляется интерференционный характер зависимости . Приближенно принимают, что ширина лепестка диаграммы вторичного обратного излучения
Так, если принять d = 10 м, то при λ = 3 и 30 cм ширина лепестка составит 0,05 и 0,5 градусов соответственно.
Отражающая поверхность реальных целей содержит большое число «блестящих» точек и результат интерференции полей их вторичного излучения носит значительно более сложный характер. Так, например, на рис. 5.2 приведена диаграмма обратного вторичного излучения самолета при λ = 10 см. Значения ЭПР выражены в децибелах по отношению к .
Из рассмотрения зависимости (5.4) и рис. 5.2 следует, что даже при незначительных поворотах цели относительно направления облучения меняются фазовые соотношения сигналов, отраженных от «блестящих» точек, что вызывает заметные изменения величины .
Очевидно, что чем короче длина волны РЛС, тем чувствительнее ЭПР цели к изменению ее ракурса. Но даже при постоянном ракурсе цели изменение несущей частоты в процессе ее облучения приводит также к изменению фазовых соотношений, величины , а, следовательно, мощности импульсов пачки отраженных сигналов. Сложный характер геометрической формы реальных целей и большое число «блестящих» точек на их поверхности дают основание считать их ЭПР случайной величиной. Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что при большом числе отражающих элементов («блестящих» точек) и отсутствии доминирующего (стабильно отражающего) элемента случайная величина имеет экспоненциальное распределение плотности вероятности (рис. 5.3)
, (5.5)
где – среднее значение ЭПР цели.
При этом ЭПР превышает среднее значение с вероятностью 0,37, а с вероятностью 0,5 (т.е. половину времени наблюдения) .
Для большинства реальных целей среднее значение ЭПР зависит от их ракурса и от длины волны РЛС; характер этих зависимостей определяется спецификой геометрической формы поверхности цели, т.е. числом отражающих элементов, их ЭПР и взаимным расположением.
При выполнении прикидочных оценок можно использовать значения , приведенные в таблице 5.1.
Если в пределах разрешаемого объема РЛС находится несколько (N) целей, то мощность отраженного сигнала определяется величиной среднего значения ЭПР такой групповой цели
(5.6)
Таблица 5.1
Тип радиолокационной цели | , м 2 |
Крейсер | |
Транспорт малого тоннажа | |
Транспорт среднего тоннажа | |
Транспорт большого тоннажа | |
Траулер | |
Малая подводная лодка | |
Катер | |
Рубка подводной лодки | |
Транспортный самолет | |
Дальний бомбардировщик | 15 – 20 |
Средний бомбардировщик | 7 – 10 |
Истребитель | 3 – 5 |
Головная часть баллистической ракеты | 0,001 – 1 |
Крылатая ракета | 0,01 – 0,5 |
Человек | 0,8 |
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 73 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |