Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЭПР распределенных целей

Для корабельных радиолокационных средств, решающих задачи обнаружения и сопровождения надводных и воздушных целей, поверхностные (поверхность моря, лес, пашня и другое) и объемные (дождь, снег, облака дипольных отражателей и другое) распределенные цели являются источниками мешающих отражений. Для характеристики этих отражений в качестве меры интенсивности отраженных сигналов принимается удельная ЭПР на единицу площади или объема. Для поверхностных распределенных целей ее величина выбирается равной ЭПР одного квадратного метра поверхности, имеет размерность или оценивается в децибелах относительно 1 м ² и обозначается . ЭПР поверхностной распределенной цели

(5.7)

где S _п – разрешаемая площадь.

Разрешаемая площадь поверхности моря, облучаемой корабельной РЛС (рис. 5.4)

(5.8)

где Д – удаление разрешаемой площади от РЛС;

– ширина ДНА в горизонтальной плоскости;

– угол падения (визирования).

При малых углах падения ЭПР поверхностной распределенной цели

(5.9)

Величина определяется экспериментально и для морской поверхности характеризуется следующими особенностями:

1. Удельная ЭПР существенно зависит от угла падения . Для условий работы корабельных РЛС эта зависимость (рис. 5.5) представляет практический интерес в пределах значений величины . Кривая 1 соответствует спокойному морю (высота волн 0,3…1 м); кривая 2 – умеренному волнению (высота волн 1…1,5 м).

2. Удельная ЭОП возрастает с увеличением несущей частоты в соответствии с соотношением , где показатель m находится в пределах от 1,4 до 4 в зависимости от степени волнения моря.

3. При спокойном море горизонтальная поляризация сигнала характеризуется величиной , на 20…30 дБ меньшей, чем при вертикальной поляризации.

4. Величина зависит от скорости и направления ветра. Максимальное увеличение скорости ветра до 10 м/с приводит к возрастанию более чем на 20 дБ. При направлении облучения поверхности навстречу ветру удельная ЭПР на 5…6 дБ превышает ее величину при облучении в направлении ветра.

5. Удельная ЭПР возрастает при увеличении волнения моря до некоторого предела, после которого наступает некоторое «насыщение» этой зависимости; при этот предел наступает при высоте морских волн более 1 м, при – при высоте волн более 5 – 6 м.

В инженерной практике для оценки удельной ЭПР морской поверхности используется следующая эмпирическая формула:

6. , (5.10)

где – баллы по шкале Бофорта.

Для объемных распределенных целей удельная величина ЭПР выбирается равной ЭПР одного кубического метра объема, имеет размерность или оценивается в децибелах относительно 1 м ³ и обозначается .

ЭПР объемной распределенной цели

(5.11)

где

Д – удаление разрешаемого объема от РЛС.

Удельная ЭПР определяется природой объемной распределенной цели. Рассмотрим основные факторы, определяющие величину для гидрометеоров и искусственных радиолокационных отражателей.

Гидрометеорами называют продукты конденсации водяного пара в атмосфере. Они могут наблюдаться в виде дождя, тумана, снега или града.

Гидрометеоры (атмосферные осадки) представляют собой совокупность большого числа отдельных элементарных отражателей, заполняющих некоторый объем, воспринимающийся как единая объемная распределенная цель. Удельная ЭПР зависит от плотности таких однородных отражателей (капель дождя, градин, снежинок), от ЭПР каждой из частиц и от поляризации падающей волны.

В том случае, когда туманы, облака и осадки состоят из сферических частиц воды или льда и их диаметр много меньше длины волны, ЭПР частицы определяется соотношением [ ]:

(5.12)

где d – диаметр частицы,

n – комплексный показатель преломления.

Для воды множитель при изменении λ от 0,8 до 10 см меняется от 0,90 до 0,92 и слабо зависит от температуры; для льда он почти постоянен и равен 0,19.

Удельная ЭПР единицы объема гидрометеоров

(5.13)

где N_i – число частиц в кубическом метре.

На практике величину часто выражают через водность облаков или туманов W, г/м ³, и интенсивность дождя I, мм/час.

Тогда удельная ЭПР для облаков и туманов будет

, (5.14)

для дождя

(5.15)

для снега

(5.16)

При встречающихся в природе значениях W и I сигнал от облаков и туманов примерно на четыре порядка меньше сигнала, отраженного от атмосферных осадков. Зависимость удельной ЭПР от интенсивности дождя для различных длин волн показана на рис. 5.6. Как следует из соотношения 5.15 и рис. 5.6, с увеличением длины волны удельная ЭПР дождя уменьшается.

Объемной распределенной целью, преднамеренно создаваемой для создания пассивных маскирующих помех, является облако дипольных отражателей. Дипольные отражатели представляют собой полуволновые пассивные вибраторы, настроенные на длину волны подавляемой РЛС. Если такой вибратор попадает в зону облучения РЛС, частота которой совпадает с резонансной частотой диполя, то в нем возбуждаются интенсивные колебания, и он становится излучателем электромагнитной энергии. В качестве таких отражателей используются ленты из металлизированной бумаги или фольги (для метрового диапазона волн) или же металлизированное нейлоновое волокно или стекловолокно (для сантиметрового диапазона волн).

Если в единице объема пространства содержится n случайным образом расположенных дипольных отражателей с одинаковым средним значением ЭПР

, (5.17)

то удельная ЭПР равна

(5.18)

а ЭПР облака дипольных отражателей в пределах разрешаемого объема

(5.19)

Из формулы видно, что при уменьшении длины волны ЭПР одиночного диполя резко снижается, поэтому для получения заданного значения ЭПР облака потребуется большее количество диполей.

Число дипольных отражателей в пределах разрешаемого объема N, необходимое для имитации цели с известной (заданной) величиной ЭПР , можно определить по формуле

, (5.20)

где α – коэффициент, учитывающий количество действующих диполей.

Так как при сбрасывании с самолета часть их ломается, деформируется или спутывается в клубок под воздействием встречного воздушного потока, значение коэффициента α выбирают в пределах от 0,1 до 0,3.

Обычно диполи из стекловолокна или металлизированных лент упаковывают в пачки в таком количестве, чтобы каждая пачка по своим отражающим свойствам имитировала реальную цель. Для создания помех радиолокаторам метрового диапазона волн достаточно иметь в пачке несколько десятков металлизированных лент; для противодействия станциям сантиметрового диапазона количество диполей в пачке достигает десятков тысяч.

Очевидно, что ЭПР облака дипольных отражателей определяется числом пачек в пределах разрешаемого объема, т.е. их плотностью в пространстве, зависящей от темпа их сбрасывания с самолета – постановщика и скорости его полета.