Файл: Белосток В.С. Распространение радиоволн (учебное пособие).pdf

лучим простое выражение для определения мощности вторичного излучения

кой цели как вторичного излучателя, то есть количественной ха­

его зависит от формы, электрических .свойств поверхности и от со­

отношения размеров цели к длине волны ® Ряде случаев S

близка к геометрическому сечению цели.

Ввиду того, что вторичное излучение в действительности не­ одинаково в различных направлениях, при расчетах поля, рассе­ янного целью, необходимо учитывать к.н.д. вторичного излучения, аналогичного к.н.д. передающей антенны.

С учетом направленности вторичного излучения плотность потока мощности в месте расположения приемной антенны радио­ локатора при отсутствии потерь в атмосфере будет равна

Если поляризация вторичного поля такая же, как у приемной антенны радиолокатора, то мощность, отдаваемая в нагрузку согласованной антенной, будет равна

Р2 ~ П„ S2,

где Sg— эффективная площадь приемной антенны.

Если учесть, что на пути от антенны к приемнику часть энер­ гии теряется в фидере, то мощность на входе согласованного приемника будет:

Рг г- J72StTfJ2,

где т)2 — к.п.д. фидерной линии.

При несовпадении поляризации приходящей волны с той, на которую рассчитана приемная антенна радиолокатора, мощность,

98

•поступающая на вход согласованного приемника, будет несколько меньше и равна

где с безразмерный коэффициент, учитывающий возможное не­ совпадение поляризаций вторичного поля и приемной антенны.

Обычно приемная антенна рассчитана на прием поля той же поляризации, что и поляризация излучаемого поля. Следователь­ но, если при отражении радиоволн от цели поляризация поля сохраняется, то \ = 1 . Если же при отражении происходит депо­ ляризация поля (обычно линейно поляризованная волна после отражения от цели становится эллиптически поляризованной), то коэффициент Е<1.

Если Gj — коэффициент усиления передающей антенны радио­ локатора в направлении на цель, Pi — мощность передатчика, yjt к.п.д. фидера от передатчика к антенне, то

77,= P,rhrJ<

4т/?2 '

Поэтому окончательно получаем мощность на входе согласо­ ванного радиолокационного приемника

Коэффициент S0, имеющий размерность площади, называется э ф ф е к т и в н о й п л о щ а д ь ю р а с с е я н и я ц е л и . Он ха­ рактеризует эффективность вторичного излучения в направлении на радиолокатор. Другими словами, S0 является количественной

■99

характеристикой как отражающих свойств цели в направлении на радиолокатор, так и ее деполяризующих свойств.

Величина эффективной площади рассеяния цели S 0 сложным образом зависит от размеров, формы, электрических свойств, ориентации цели относительно направления на радиолокатор, от поляризации первичного поля и длины волны. Аналитический рас­ чет So удается провести только для тел простейшей формы, та­ ких, как плоская поверхность, эллипсоид вращения, шар и др.

Расчет So реальных тел, в большинстве случаев имеющих сложную конфигурацию, весьма затруднителен. Это объясняется тем, что интенсивность вторичного излучения, как уже говори­ лось выше, а следовательно, и эффективная площадь рассеяния цели S0 в большей степени зависит от положения объекта по отно­ шению к направлению распространения падающей радиоволны. Для иллюстрации на рис. 7.2 приведена полярная диаграмма в горизонтальной плоскости эффективной площади рассеяния двух­ моторного винтового самолета средних размеров при X= 10 см.

Рис. 7.2. Полярная диаграмма в горизонтальной плоскости эффективной площади рассеяния двухмоторного винтового самолета средних размеров типа АТ-11

Из этой диаграммы видно, что при изменении ракурса самоле­ та всего лишь на 1/3° возможны изменения хЛ на 15 дб и бйлее. Во время полета ракурс самолета все время меняется, что, есте­ ственно, вызывает флуктуации S„.

Из сказанного следует, что эффективная площадь рассеяния летящего самолета будет с течением времени хаотически изме-

100

ние статистические значения, полученные путем многочисленных измерений. Эти значения эффективной площади рассеяния используются для приближенных подсчетов дальности действия радиолокационной станции.

Ниже приведены средние статистические значения эффектив­ ной площади рассеяния некоторых целей.

§ 3. Дальность радиолокации в свободном пространстве

При отсутствии потерь в атмосфере мощность отраженного сигнала на входе согласованного приемника определяется в соот­ ветствии с выражением (7.5):

PiGxS2S0

101

вон мере сказываются на увеличении дальности радиолокации. Однако наиболее простым путем увеличения дальности радиоле-

где (}, коэффициент усиления приемной антенны, то

Из этой формулы видно, что для увеличения дальности 'радио­ локации целесообразно увеличивать размеры антенн, го есть уменьшать ширину диаграмм направленности антенн. Однако следует иметь в виду, что применение остронаправленных диа­ грамм затрудняет обеспечение надлежащего обзора заданной области пространства.

§ 4. Влияние земли на дальность радиолокации

Формула (7.8) выведена для изотропного, свободного прост­ ранства. Если действие радиолокационной станции происходит вблизи земной поверхности, то при расчете дальности радиолока­ ции необходимо учитывать влияние земли.

Рассмотрим вначале простейший случаи плоской поверхности земли (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Интерференция радиоволн, распрост­ раняющихся от радиолокационной станции до цели и обратно непосредственно и путем отра­ жения от поверхности земли

Пусть в точке А на высоте h над поверхностью земли находит­ ся антенна. Поле в точке В (у цели) на высоте Н над землей будет образовываться в результате одновременного действия лу­ чен, пришедших прямо и после отражения от земной поверх-

102