Мощность принимаемого сигнала в РЛС
3.3.1. Понятие эффективного поперечника рассеяния
В районе РЛ цели плотность потока мощности определяется формулой (3.5). Если РЛ цель представить как совокупность плоских площадок с характерными линейными размерами 
( 
), находящихся под разными углами к падающему на них ЭМ полю, то на мощность сигнала, отраженного целью в направлении приёмной части РЛС (в однопозиционных РЛС направления приёма и передачи совпадают, в двухпозиционных они различны), будут влиять след. факторы:
— соотношение между размерами площадок 
и длиной волны 
;
— углы наклона площадок;
— формы переходных зон между площадками (острые или сглаженные рёбра);
— свойства конструкционных материалов (поглощение или отражение ЭМ волн);
— изменения ракурса цели при относительном перемещении РЛС и цели.
В зависимости от соотношения между и отражение может зеркальным или диффузным (рис. 3.3).
Рис. 3.3 — Отражение от большой площадки с острыми кромками (а);отражение от малой площадки и огибание её (б)
Если размеры металлической площадки много больше длины волны (см. рис. 3.3 а), то основная поверхность площадки отражает ЭМ волны зеркально, однако её острые углы и кромки, имеющие радиус кривизны, меньший длины волны, отражают поле диффузно, то есть во всех направлениях.
Если размеры любого объекта соизмеримы или меньше длины волны, то волна способна не только отражаться во всех направлениях, но и огибать препятствие на своём пути (см. 3.3 б).
|
|
|
Чаще всего в радиолокации используются сантиметровый и дециметровый диапазоны длин волн, так как размеры антенн с высокой направленностью оказываются приемлемыми. Следовательно, РЛ цели относятся к объектам, большим по сравнению с длиной волны, причём, как правило, они имеют сложную форму с плоскими участками.
При изменении ракурса цели будут наблюдаться «всплески» отраженной мощности, когда цель повернётся плоским участком своей поверхности на РЛС, и, наоборот, «провалы», когда зеркально отраженный сигнал будет направлен за пределы главного луча ДН антенны. По аналогии с диаграммой направленности антенны можно ввести диаграмму рассеяния РЛ цели 
как угловую зависимостьуровня рассеянного целью сигнала. Со стороны наблюдателя ракурс цели, а значит, и уровень отраженного сигнала есть случайная величина. Можно выполнить теоретический анализ диаграммы рассеяния цели, численный или физический эксперимент для её определения. В результате можно оценить усредненную отражательную способность цели и пределы её изменения, связанные с дисперсией и СКО (рис. 3.4.).
Рис. 3.4 — Возможный вид диаграммы рассеяния самолёта (а) и результаты
её анализа (б)
|
|
|
Очевидно, что металлическая сфера будет иметь равномерную диаграмму рассеяния, поэтому принято вводить эффективную площадьили эффективныйпоперечник рассеяния (ЭПР) или EffectiveCross-Section(ECS) seкак площадь поперечного сечения сферы, отражающей в сторону приёмника такую же среднюю мощность ЭМ волны, что и реальная цель.Для однопозиционной РЛС (MonostaticRadar) ЭПР называют радиолокационным поперечником рассеяния (РПР) или RadarCross-Section(RCS).
Вопрос: какой термин более точен?
Задачи:
— увеличение ЭПР (напр., при поиске авар. судна или самолета);
— уменьшение ЭПР (для скрытности боевых машин).
ЭПР можно увеличить с помощью уголковых отражателей (рис. 3.5).
Рис. 3.5 — Принцип действия (а), уголковые отражатели с квадратными (б) и треугольными (в) гранями;биконический отражатель (г)
Для ЭПР уголкового отражателя с квадратными гранями размером aимеется соотношение
.
Для уголкового отражателя с треугольными гранями
.
Из приведенных соотношений видно, что уголковый отражатель с треугольными гранями при прочих равных условиях дает в девять раз меньшее значение по сравнению с уголковым отражателем с квадратными гранями, но имеет более жесткую конструкцию, поэтому чаще применяется.
|
|
|
Технология Stealth: форма, покрытия. Форма д. обеп. отражение в сторону от РЛС либо многократное отражение между эл к-ции. При каждом сигнал ослабляется за счет погл. покр. (рис. 3.6).
Рис. 3.6 —Внешний вид самолёта F117A
Таблица 3.1 — ЭПР различных целей
| Радиолокационная цель |   , м2
|
| Средний корабль водоизмещением от 103 до 3∙104т | 3∙103—104 |
| Малый корабль водоизмещением от 60 до 200 т | 50—250 |
| Подводная лодка в надводном положении | 140—35 |
| Транспортный самолёт, дальний бомбардировщик | 100—20 |
| Средний бомбардировщик | 30—5 |
| Бронетранспортёр | 30—5 |
| Тягач тяжёлый | 20— 15 |
| Тяжёлый истребитель | 10—5 |
| Танк | 9—6 |
| Автомобиль | 8—6 |
| Лёгкий истребитель | 5—2 |
Человек (  = 3 см)
| 1,2—0,5 |
| Рубка подводной лодки | 1 |
| Крылатая ракета | 1—10-2 |
| Стая птиц, попадающих в разрешаемый объём PJ1C | 1— 10-2 |
| Боеголовка баллистической ракеты | 1—10–3 |
| Голубь ( = 3 см)
| 10-2—10-3 |
| Пчела рабочая ( = 10—0,8 см)
| 6∙10–3..10-8 |
3.3.2. Мощность на входе приёмного устройства РЛС
Из определения ЭПР следует, что цель является изотропным источником сигнала с излучаемой мощностью PT, равной потоку падающей мощности через площадку площадьюse (3.6)
|
|
|
. (3.9)
Для однопозиционной локации расстояние от цели до РЛС равно R, а для приёма и передачи используется одна и та же антенна, поэтому соотношения (3.1, 3.8, 3.9) дают основную формулу радиолокации
. (3.10)
Здесь, как и в (3.8), учтены дополнительные потери в радиолинии.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1415; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!