Файл: Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008.pdf

Тип местности Kh 

Лес 2 
Луг с кустарником 5 
Степь 6 
Пустыня 8 
Лед серый... 15 

Если размер неоднородностей меньше длины волны, то рассеяние имеет 

диффузный характер. 

При размере неоднородностей, сравнимых с длиной волны, наблюдается 

резонансное отражение, как, например, у полуволнового диполя. 

При больших размерах неоднородностей отражение имеет сложный ха­

рактер взаимодействия различных волн, поэтому характеристики отражения 
реальных поверхностей обычно получают экспериментальным путем. 

При уменьшении угла φ

Η

 падения волн на поверхность (φ

Η

 <10°) величина 

σο ровных поверхностей падает пропорционально sin φ

Η

. На рис. 2.4 в качестве 

примера представлены графики изменения σ

0

 в зависимости от φ

Η

 сельскохо­

зяйственных районов местности средних широт. 

С увеличением длины волны (L-, Р-диапазона) начинаются изменения 

характера отражения от земной поверхности. Геометрические размеры неод­
нородностей поверхности и ее внутренней структуры оказываются меньше 
или соизмеримыми с длиной волны. Рассеяние от мелкоструктурных поверх­
ностей (ВПП, степь) имеет диффузный характер, и удельная ЭПР резко пада­

ет (рис. 2.5). 

При расчете характеристик комплексов Е-2 и Е-3 использовались модели 

изменения ЭПР различной местности во всем диапазоне углов <р

н

, усредненные 

по многим экспериментальным данным (рис. 2.6, 2.7) [6]. 

Рис. 2.4 

Рис.

 2.5 

Рис. 2.6 

Удельная ЭПР (σ

0

) больших участков земной поверхности представляет 

собой пространственно неоднородный случайный процесс. 

При обнаружении малоразмерных целей на фоне отражений от земной по­

верхности в режиме однозначного измерения дальности и азимута в пределах 
зоны расположения групповых целей удельную ЭПР можно считать кусочно-
однородным процессом (степь, ВПП, лес, море и т. п.) В пределах расположе­
ния целей удельная ЭПР постоянна. 

Рис. 2.7 

В режиме обнаружения низколетящих целей при высокой и средней час­

тотах повторения сигнал фона является суммой сигналов многих разнесенных 
по дальности и углу элементов земной поверхности, имеющих разные значе­
ния σ

0

. 

При использовании различных моделей распределения плотности вероят­

ности удельной ЭПР земной и водной поверхностей в Х-, S-диапазонах (Вей-
булл, Гамма, К, экспонента, логнормальный) обычно получают сравнимые ре­
зультаты (в пределах ошибок экспериментальных измерений ЭПР), поэтому 
часто используют экспоненциальную модель удельной ЭПР фона: 

Кроме равномерного фона, структура поверхности имеет отдельные не­

ровности (ямы, канавы, бугры, стволы крупных деревьев). Так как шерохова­
тость поверхностей таких неоднородностей мала по сравнению с длиной волны 

в L-, Р-диапазонах, их изображение становится подобным точечному объекту 
со стабильным фазовым центром. Наличие таких «зеркальных» точек в функ­
ции отражения однородного случайного поля изменяет распределение плотно­
сти вероятности удельной ЭПР. 

При разрешении 20...50 м число таких неровностей в степи (точек изо­

бражения) составляет  2 5 ^ 5 на 1 м

2

, при этом ЭПР точек σ

τ

 больше ЭПР рав­

номерного фона σ

φ

 на 10...15 дБ [12]. 

Распределение амплитуд отраженных сигналов фона и точек подчиняется 

рэлеевскому закону с различными дисперсиями D

T

 и Όφ. Вероятность больших 

амплитуд имеют точечные отражатели. Отношение дисперсий Ό

τ

/Όφ зависит от 

типа местности и разрешающей способности РЛС и равно 8... 12. 

В результате распределение амплитуд отраженных от земной поверхности 

сигналов в L-, Р-диапазонах равно сумме двух рэлеевских распределений. «Би­
модальный рэлеевский» закон распределения амплитуд для РЛС Е-2 (λ = 70 см) 
имеет вид [5] 

где 

Временные характеристики удельной ЭПР земной и водной поверхно­

стей определяются прежде всего скоростью ветра W, от которого зависят сте­
пень волнения моря и скорость колебаний крон деревьев и кустарников. Оце­
ночные значения СКО скоростей морской поверхности и деревьев соответст­
венно равны 

9-

Полоса частот отражаемых сигналов 

В S-, Р-диапазонах работы РЛС спектр отраженных сигналов находится в 

пределах единиц герц. 

Кроме случайных составляющих скорости движения морской поверхности с 

СКО, равным σ

ν

, существуют элементы разрешения с регулярным движением 

волны в направлении РЛС, формирующие точечные квазикогерентные отражате­
ли с временем корреляции 0,1...0,5 с. Если плоскость морской волны направлена 
по нормали к направлению излучения, то ЭПР такого отражателя в Х-диапазоне 
намного превышает средний уровень отражения. Такие стабильные отражатели 

увеличивают вероятность ложной тревоги и имеют название «долбяки». 

2.4. Характеристики среды распространения 

электромагнитных волн 

Основными параметрами среды распространения, определяющими харак­

теристики БРЛС, являются степень затухания (поглощения) волны, отклонение 

от прямолинейности распространения (рефракция) и фазовые флуктуации вол­
ны, обусловленные неоднородностью среды распространения. 

Затухание волны определяется как свойствами среды, так и длиной пути 

распространения волны от РЛС до цели и обратно в слое атмосферы и дождя 
(рис. 2.8). 

Рис. 2.8 

Длина пути в атмосфере ограничена дальностью прямой видимости и за­

висит от высоты полета носителя РЛС и цели (рис. 2.9). При высотах Н

с

 > 9 км 

волна проходит весь основной слой атмосферы четыре раза: два раза при облу­
чении цели и два раза при обратном распространении волны. 

Наибольшее затухание в атмосфере определяется двумя причинами: нали­

чием водяных паров и наличием дождя. При отсутствии дождя затухание в 
стандартной атмосфере зависит от длины волны и для рассматриваемого слу­
чая (рис. 2.8) величины затухания составляют: 

Длина волны, см Затухание, дБ 
3 5 

10 3 

70 1,5 

Рис. 2.9 

Дождь вносит значительно большее затухание. На рис. 2.10 представлены 

графики зависимости затухания в дожде различной интенсивности и разной