ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 128
Скачиваний: 0
Для экспериментальных значений ЭПР, получаемых обычно на одной фиксированной частоте, производят сглаживание по ра
курсу 0 и находят; |
значение |
ЭПР |
|
— среднеарифметическое |
|||
А (а) = |
|
<h |
|
02- 0 ! |
j |
о (в) (10; |
|
|
|
b\ |
|
Рис. 3.8. Интегральные распределения |
ЭПР |
тонких |
тел: |
|
|
а — зависимость ЭПР от ракурса; б — интегральные |
кривые |
|
формы облучаемых тел (тонкие треугольники, |
толщина 0,4А, |
h =55 A, 2R =13,5 А, ?= 6,6°)
г— среднегеометрическое значение ЭПР
|
|
Оа |
lg G (а) = |
А- - |
J lg о (0) d0. |
2 |
1 |
в, |
Для сравнения эффективной площади рассеяния двух различ ных объектов используют интегральные распределения ЭПР. Так,
104
интегральные распределения ЭПР двух тонких тел (рис. 3.8), по строенные на основании зависимостей их ЭПР от ракурса, позво
ляют сделать вывод, |
что наибольшие пики ЭПР отличаются на |
3,5 дб, медианы — на |
7 дб. |
В настоящее время в США проводится каталогизация радио локационных характеристик различных космических и баллисти ческих объектов.
Сигнальные характеристики головных частей анализируются по вторичным признакам — амплитуде и фазе отраженных сигналов, характеризующих размер, форму ГЧ и ее пространственное распо ложение. Размеры объекта определяются непосредственно по
флюктуациям |
отраженного |
ра |
|
|
|||||
диолокационного сигнала, харак |
|
|
|||||||
теризующего ЭПР объекта в на |
|
|
|||||||
правлении на РЛС. При этом гео |
|
|
|||||||
метрически |
сложное |
тело |
рас |
|
|
||||
сматривается |
как |
комбинация |
|
|
|||||
простейших |
тел |
с |
известными |
|
|
||||
сигнальными |
характеристиками |
|
|
||||||
(шар, цилиндр, круг и т. п.). Так, |
|
|
|||||||
в 1958 г. по данным РЛС |
|
|
|||||||
AN/FPS-16 по кривой изменения |
|
|
|||||||
амплитуды отраженного |
сигнала |
|
|
||||||
была |
определена |
форма |
второго |
|
|
||||
советского ИСЗ (рис. |
3.9). |
|
|
|
|||||
Каталогизация |
сигнальных ха |
|
|
||||||
рактеристик основана на исполь |
|
|
|||||||
зовании аналитического и экспе |
Рис. 3.9. Форма второго советского |
||||||||
риментального способов |
измере |
ИСЗ и кривая изменения амплитуды |
|||||||
ния ЭПР |
объектов под |
различ |
отраженного сигнала по данным, по |
||||||
лученным на РЛС AN/FPS-26: |
|||||||||
ными ракурсами относительно об |
/ — уголковые |
отражатели; 2 — эмпириче |
|||||||
лучающей |
РЛС. |
Аналитический |
ская кривая; |
3 — теоретическая кривая |
|||||
способ |
предполагает |
получение |
|
|
математических выражений, описывающих характер отражения от возможных целей. Этот способ предпочтителен, так как пригоден для автоматического анализа сигнальных характеристик с помощью ЭВМ. Однако в настоящее время получены лишь упрощенные фор мулы, справедливые при следующих допущениях:
—объект имеет полностью металлическую поверхность с пре небрежимо малыми потерями за счет сопротивления;
—объект находится на достаточном удалении от РЛС,
позволяющем считать фронт электромагнитной волны пло ским;
—размеры объекта значительно больше длины волны РЛС;
—объект имеет симметричную форму, а ракурс изменяется вращением объекта относительно оси, перпендикулярной оси сим
метрии.
Первое допущение при использовании радиопоглощающи^ и абляционных покрытий носовых конусов может существенно огра
105
ничить аналитический способ. В этом случае дополнительно тре буются некоторые эмпирические данные.
Второе и третье допущения почти всегда выполняются: фронт волны на удалении свыше 160 км является плоским для объекта длиной от 1,0 м и более (поскольку длина волны в РЛС, распо знающих цели, составляет доли метра, т. е. существенно меньше размеров объекта).
Практически ЭПР цели определяется:
—поляризацией передающей и приемной антенн РЛС;
—материалом, из которого изготовлен объект;
—ориентацией объекта относительно луча РЛС;
—формой объекта;
—длиной рабочей волны.
Отражение электромагнитных волн от одиночных целей с про стой конфигурацией, ориентированных определенным образом от носительно направления на РЛС, может быть оценено с помощью вышеприведенных формул. Практически же головные части МБР представляют собой сложные комбинации отражателей различного типа, вследствие чего отраженный сигнал представляет собой ре зультат сложения нескольких сигналов, отраженных от отдельных (простейших) элементов объекта. В свою очередь характер отра жений от отдельных элементов цели существенно зависит от их ориентации (рис. 3.10). Кроме этого, при движении цели вдоль траектории меняются фазовые соотношения между сигналами, отраженными от различных элементов, что приводит к возникно вению флюктуаций в структуре диаграммы обратного отра жения.
По указанным выше причинам законы распределения вероят ностей 5)ПР и характер изменения ее диаграммы при каталогиза ции объектов определяются экспериментальным путем. Для этой цели используются специальные установки,, позволяющие модели ровать характеристики ЭПР различных объектов. Эксперименталь ный способ по сравнению с аналитическим имеет преимущества и позволяет:
—определить ЭПР объектов, оснащенных радиопоглощающим покрытием;
—провести тщательный анализ тонкой структуры диаграммы вторичного излучения с целью получения простых эмпирических формул и зависимостей.
На рис. 3.11 приведены диаграммы вторичного излучения кру гового конуса с углом при вершине 60° (а) и прямого кругового цилиндра (б) на частоте 9342 Мгц (поляризация перпендикуляр на продольной оси конуса и цилиндра). Из диаграмм видно, что применение на моделях радиопоглощающих покрытий (РПП) по зволило снизить их ЭПР в среднем на 8—10 дб. Сравнение теоре тических и экспериментальных результатов для цилиндра (частота 9800 Мгц, поляризация вертикальная) показывает, что при углах облучения, близких к нулю или 180° (рис. 3.12), объект отражает электромагнитную энергию как плоская пластина.
106
6
Рис. 3.10. Сигнальные характеристики:
в —шара; 6 — круглой пластины; в —цилиндра; г — конуса! д, е — тел цилиндро-конической формы
107
а |
Ракурс, град |
6 |
Рис. 3.11. Диаграммы вторичного |
излучения тел конической и цилиндрической формы (масштаб ЭПР 1,0 дб • м2) : |
а прямой круговой конус |
(радиус основания 4,9 А/г, угол облучения — относительно направления на вершину); б — прямой круговой ци |
линдр |
(длина 8,7 А, диаметр 3,4 А, угол облучения — относительно перпендикуляра к продольной оси) |
В целях исследования точности экспериментального моделиро вания радиолокационного сечения головных частей разработчи ками ГЧ Мк.11 и Мк.ПА были проведены на частоте 35 200 Мгц измерения модели объекта конусообразной формы (длина кото рого около 2,25 м) с помощью различных измерительных устано вок. В одной измерительной установке применялась узкополосная система, работающая в непрерывном режиме, с передатчиком мощ ностью 20 вт. В другой установке использовались импульсы дли тельностью 30 нсек, что соответствовало примерно 200 длинам мо дели. По результатам измерений (рис. 3.13) можно судить об ЭПР объекта во всем дециметровом диапазоне длин волн.
О |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
180 |
Ракурс, град
---------экспериментальные данные; границы среднеквадратичного откло нения по уровню вероятности 0,997
Рис. 3.12. Теоретические и экспериментальные ха рактеристики вторичного излучения прямого кру гового цилиндра (длина 25,4 см, диаметр 7,5 см)
Как уже отмечалось, наибольшие трудности в определении вида реальных диаграмм вторичного излучения вносит процесс «кувыр кания» объектов. Диаграмма отражения тела цилиндро-конической формы, вращающегося вокруг произвольной оси, проходящей че рез центр тяжести с периодом около 19 сек, представлена на рис. 3.14. В этом случае на индикаторе РЛС сопровождения будут наблюдаться регулярные усиления яркости отраженного сигнала, по частоте следования которых можно определить частоту «ку выркания» объекта. Серия устойчивых зеркальных точек А и В говорит о том, что объект ориентирован относительно луча РЛС своей боковой поверхностью (торец на диаграмме не просматри вается). Использование сигнальных характеристик такого вида (рис. 3.14) позволяет в предположении равных условий отделения
109
3 0 ----------------- ---------------------------------------------------------- |
90 |
95 |
О------------------ |
95------------------- |
90--------------------- |
1— |
------------180 |
180 135 |
135 |
Ракурс, град
5
Рис. 3.13. Диаграммы вторичного излучения носового конуса (два результата измерений):
и — горизонтальная поляризация; б — вертикальная поляризация
целей (среди которых находятся и ГЧ) с борта МБР определить их относительные массово-инерционные параметры, на осно вании которых может быть определено ме стоположение головной части ракеты среди ложных целей.
3.4. Ошибки обработки радиолокационной информации
Для решения задачи перехвата необхо димо определить местоположение цели к не которому моменту времени с заданной точ ностью. Движение на пассивном участке траектории, составляющем большую часть полетного времени МБР, происходит в поле земного тяготения. Невозмущенное движе ние материальной точки в гравитационном поле (так называемая задача двух тел) описывается тремя дифференциальными уравнениями второго порядка, которые в декартовой системе координат с началом в притягивающем центре имеют вид
(\^7. |
7. |
|
|
|
- |
^ + |
k - ^ = 0, i = |
1 , 2 , 3 , |
[3.7] |
|
з |
|
|
|
где r5 = |
2 z ? |
— квадрат |
радиус-вектора |
|
|
i=i |
материальной точки; |
|
|
|
|
|
k = f (М + гп) — гравитационный параметр
материальных |
точек |
с |
массами М и ш ; |
постоян |
|
f — универсальная |
||
ная тяготения. |
|
так |
Порядок этой системы равен шести, |
что искомые величины zi выражаются в виде функций от независимого переменного t и шести произвольных постоянных. Поэтому движение ракеты на пассивном участке траектории полностью определяется зада нием шести констант, выбор которых в до статочной степени произволен.
Для полного определения эллиптической траектории (а следовательно, и всех ее эле ментов, таких, как точка падения, точка за пуска и время полета снаряда с момента обнаружения и до момента падения на по верхность Земли) в качестве указанных
<Ni
|
тела |
«кувыркания» 19 сек: зеркальная точка основания |
|
тела цилиндро-конической формы с периодом |
В — зеркальная точка конической поверхности; С — |
Сигнальные характеристики |
цилиндрической поверхности; |
3.14. |
точка |
Рис. |
зеркальная |
111