2.3. Отражающие свойства целей

Падающие на объект радиоволны возбуждают на его поверхности в соответствии с граничными условиями токи проводимости или смещения, которые зависят от материала, формы и размеров объекта. Эти токи, в свою очередь, вызывают вторичное излучение или рассеяние радиоволн. Проще всего иллюстрировать процесс вторичного излучения радиоволн на примере облучения металлической сферы при изменяющемся отношении радиуса сферы к длине волны (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Зависимость отношения к мощности рассеяния от отношения радиуса сферы к длине волны X

Здесь видны три характерные области, или зоны:

1 - зона рефракции, или зона Рэлея, когда при этом значения отношения невелико и монотонно меняется;

2 - зона резонансного рассеяния, когда тк, при этом может принимать различные значения (т.е. сильно зависит от поскольку в данном случае ведет себя как объемный резонатор;

3 - зона отражения, когда и

Отметим, что перечисленные характерные области возникают при отражении сигналов от всех объектов правильной формы. В радиолокации стараются использовать зону отражения, и при реальных размерах целей (летательные аппараты и транспортные средства) применяют радиоволны длиной, меньшей

Рис. 2.8. Взаимное положение радиолокатора и обнаруживаемой цели

Для активного вида радиолокации плотность потока энергии на поверхности сферы радиуса около точки

где пиковая (импульсная) мощность передатчика; фидерного тракта, соединяющего передатчик с антенной; коэффициент усиления передающей антенны по мощности; к - КПД антенны; напряженность электрического поля направленной и ненаправленной передающей антенны).

Отражающие свойства целей в РЛС принято оценивать эффективной площадью рассеяния цели:

где коэффициент деполяризации вторичного поля мощность отраженного сигнала; плотность патока энергии(плотность мощности) радиолокационного сигнала на сфере радиусом в окрестности точки где находится цель (рис. 2.8); значение диаграммы обратного рассеяния (ДОР) в направлении на радиолокатор; полная площадь рассеяния цели.

Отметим, что поэтому или

В общем случае где тогда в сторону РЛС отражается мощность

На сфере радиуса около приемной антенны РЛС плотность потока энергии электромагнитного поля отраженного сигнала

Приемная антенна примет сигнал, отраженный от цели,

Здесь активная, или эффективная поверхность приемной антенны;

При этом на вход приемника придет сигнал

где фидерного тракта, соединяющего приемную антенну с приемником; С - константа.

Таким образом, эффективная площадь рассеяния цели представляет собой выраженный в квадратных метрах коэффициент, учитывающий отражающие свойства цели и зависящий от ее конфигурации, электрических свойств ее материала и отношения размеров цели к длине волны. В радиолокационных задачах распознавания и классификации целей переходят к более полной характеристике цели - ее радиолокационному портрету, или так называемой сигнатуре, связанной с геометрическими, физическими и кинематическими свойствами объекта.

Условно принято подразделять цели на точечные, когда или и протяженные, когда или где размеры элемента разрешения по дальности в радиальном и поперечном (тангенциальном) направлении при используемых параметрах зондирующего сигнала и антенного устройства радиолокатора. Протяженные цели называют также распределенными. Различают элементарные и сложные точечные цели, а протяженные цели делят на поверхностные и объемные.

Пример. Длительность зондирующего импульса ширина диаграммы направленности антенны а максимальный размер цели Определить расстояние до цели, при котором ее можно считать точечной.

Решение

при тогда или поэтому