ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ В РАДИОЛОКАЦИИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

В основе радиолокации лежат три основных принципа радиолокации:

1) отражения радиоволн от целей;

2) направленного излучения и приема радиоволн;

3) постоянства скорости распространения радиоволн.

Физика процесса отражения радиоволн заключается в следующем:

1) на поверхности встречного объекта индуктируется ЭДС, которая создает переменные токи с частотой радиоволны;

2) индуктированные токи образуют вторичные э/м волны, т.е. объект становится излучателем радиоволн.

Количественно отражающие свойства объекта оцениваются эффективной поверхностью отражения (ЭПО) объекта.

ЭПО - это некоторая условная площадка S₀, которая, будучи расположена на объекте перпендикулярно направлению радиоволн, создает в точке приема РЛС такой же уровень энергии поля, как и реальный объект.

На практике S₀ определяют из экспериментального соотношения:

S₀ = 4πD² E_РЛС / E₀, (1.1)

где: D – расстояние от РЛС до объекта;

E_РЛС – энергия э/м поля на выходе РЛС;

E₀ – энергия вторичного э/м поля на входе приемника РЛС.

ЭПО некоторых элементарных объектов:

- металлическая пластина

S₀ = 4π (S² / λ² ), (1.2)

где: λ – длина радиоволны, S - площадь;

- шар радиусом R:

для R >> λ, S₀ = πR²; (1.3)

для R << λ (капли дождя, облака), S₀ = 4 (2πR / λ)⁴. (1.4)

К реальным объектам относятся поверхностные (водная поверхность, суша) и объемно распределенные объекты (облака).

Отражение от поверхностных объектов может быть зеркальным и рассеянным.

Отражение от зеркальной поверхности подчиняется законам оптики: угол падения β равен углу отражения (рисунок 1).

Рисунок 1. Отражение от поверхностных объектов

Поверхность является зеркальной, если выполняется условие:

, (1.5)

где: h – высота неровности рельефа местности.

Если , то поверхность шероховатая, создающая рассеянное (диффузное) отражение.

Объемно распределенный объект можно представить как совокупность элементарных отражателей, например облако – в виде совокупности капель воды шарообразной формы.

Радиоволны, распространяющиеся в облаке, подвергаются процессам преломления, поглощения энергии и рассеяния.

Часть энергии радиоволн отражается в направлении на РЛС. В метеорологии применяется понятие радиолокационной отражаемости Z – параметр, который характеризует отражающие свойства единичного объема гидрометеоров:

где: D – диаметр частицы (мм⁶); V – единичный объем гидрометеора (м³); N – количество диаметров частиц.

Как видим, параметр отражаемости не зависит ни от длины радиоволны, ни от параметров РЛС, а определяется диаметром капель и их концентрацией.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: