Отражение радиолокационного сигнала.

«Блестящие точки» цели (БТЦ)

Сигнал БТЦ определяется эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) – поверхностью перпендикулярной к приемной антенне в которой складываются фазы сигналов, отраженных от этих поверхностей.

 

Уравнение радиолокации

(обнаружения цели)

1. Функция направленности

Па, Пb – напряженности поля в точках “ а ” и “ b ”

 

2. D – коэффициент усиления антенны

 

№5

УРАВНЕНИЕ РЛ

(для сосредоточенных целей в свободном пространстве)

Из (2) - полная эффективная площадь рассеяния

Из (3) Тогда

ЭПР цели , (4)

где коэффициент поляризации.

 

(5)

 

 

(6)

 

где - площадь раскрыва антенны

(7)

 

Из (5) находим

и с учетом

см.(1)

 

 

 

Учитывая функцию направленности имеем в окончательном виде

 

 

При совмещении приемной и передающей антенн

P_пор – порог чувствительности приемника

 

Дальность обнаружения цели – максимальное расстояние на котором цель будет обнаружена с вероятностью не ниже заданной.

Для совмещенной приемно-передающей антенны

Дальность действия - расстояние, на котором необходимо выдать команду на срабатывание исполнительного механизма

№6

 

Эффективная поверхность рассеяния цели (ЭПР)

1. ЭПР – общая формула

 

,

- плотность потока мощности “падающей” ЭМ волны на поверхность цели

- плотность потока мощности “отраженной” ЭМ волны от цели на поверхности ненаправленной (сферической) антенны с площадью ее сферы - ,

 

откуда

(1)

(2)

- элемент поверхности

- угол (нормаль–направление от РЛС)

 

В пределах размеров цели и меняются мало

(3)

Принимая имеем

 

(4)

(5)

 

 

2. ЭПР вибратора

(6)

 

При и - наступает резонанс

 

 

3. ЭПР плоского листа

 

 

С учетом (5), при и (при этом ),

.

Пример:

, ,

 

 

Если , тогда

(7)

 

где

 

Из (7) следует

 

- ширина главного лепестка

 

 

 

 

4. ЭПР уголковых отражателей

 

 

 

 

Пример:

,

 

5. ЭПР цилиндра

 

 

 

 

5. ЭПР шара

Условия:

1.

2. Формула (5)

Элементарная площадка с радиусом

, ширина

Площадь кольца

; с учетом (5) - напомним ,

получим

(8)

Решая (8) с учетом

Обозначим ;

 

Для ,

 

 

 

Для большого шара ,

т.е. (напомним, что нами принято ),

 

тогда

(9)

 

 

 

 

ЭПР протяженной (земной) поверхности

 

 

Мощность сигнала (по нормали):

(1)

 

- плотность потока мощности облучающего поверхность по нормали

S₀ - площадь поверхности облучения

К_ор - коэффициент обратного распространения волны.

 

 

Отраженная мощность, проходящая через элемент поверхности dS:

 

,

 

где ,

.

 

 

Вся отраженная мощность определится как:

Учитывая, что и

получим

или . (2)

Приравнивая (1) и (2) получим:

,

или с учетом

,

получим

откуда

.

Тогда, значение ЭПР:

(3)

 

Найдем S₀ через параметры луча электромагнитной энергии

 

Разрешаемая площадь: ,

где W - телесный угол луча

R - расстояние от антенны до поверхности

тогда

С учетом и формулы (3) ЭПР земной поверхности:

 

.

 

Сокращая, получим

.

 

С учетом

 

Мощность сигнала отраженного

От земной поверхности

 

 

С учетом площади раскрыва антенны , имеем

 

.

После подстановки ЭПР земли

с учетом получим:

 

.

 

Откуда

 

Выразим значение дальности через высоту:

.

 

Окончательно мощность принятого сигнала

.

 

m =5…10 коэффициент запаса по помехоустойчивости

 

 

Пеленгация цели

А) Амплитудная пеленгация (по остронаправленной антенне) в ближней радиолокации

Б) Амплитудная пеленгация (по остронаправленной антенне) в радиолокации дальнего действия (РЛС ДД)

В) Фазовая пеленгация цели

Фазовое запаздывание сигнала в каждой точке приемной антенны, согласно выражению ( см. рис .)

Принимаем