Влияние отражающих свойств объектов.

Радиоволны отражаются от цели в том случае, если её электрическая проводимость, диэлектрическая постоянная и магнитная проницаемость отличаются от тех же параметров среды, в которой волны распространяются. Так как все цели имеют электрические свойства, отличающиеся от электрических свойств воздуха, то они в большей или меньшей степени обнаруживаются радиолокатором.

Металлические объекты отражают радиоволны лучше, чем деревянные. Но на сантиметровых волнах электрические свойства влияют на эффективность отражения меньше, чем размеры объектов. Принято различать зеркальное, диффузионное и резонансное отражения от цели.

 

 

Рис. 2.27. Уголковый отражатель

. При больших размерах цели по сравнению с длиной волны от гладкой поверхности получается зеркальное отражение, при котором угол падения равен углу отражения. В этом случае отраженный сигнал не возвращается к РЛС ( за исключением случая нормального падения).Примером зеркально отражающей поверхности является спокойная гладкая водная поверхность

Диффузионное отражение проявляется в случае, когда линейные размеры цели также велики, но поверхность цели шероховатая. Поверхность считается шероховатой, если её неровности сравнимы с длиной волны. Благодаря различной ориентации элементов поверхности отраженные волны рассеиваются во всех направлениях, в том числе и в направлении РЛС.

Резонансное отражение наблюдается в том случае, когда линейные размеры отражающего объекта или размеры его отдельных элементов соответствуют нечетному числу полуволн. В отличие от диффузионного отражения, резонансное характеризуется большой интенсивностью и резко выраженной направленностью, которые зависят от конструкции и ориентации отражающего объекта.

В тех случаях, когда длина волны велика по сравнению с линейными размерами цели, падающая волна огибает цель и интенсивность отраженной волны ничтожно мала.

Существенное влияние на эффективность отражения оказывает конфигурация отражающей поверхности. Чем больше участков, представляющих собой плоскости, перпендикулярные направлению распространения волны, имеет отражающая поверхность, тем эффективнее отражение, тем больше дальность обнаружения. Наилучшее отражение дают плоские объекты, обращенные своей поверхностью к РЛС (угол падения равен 90°). Если угол падения отличается от прямого, то основная доля энергии отражается не в сторону РЛС, при обнаружение резко ухудшается. При использовании сантиметровых волн большинство поверхностей дает диффузионное (рассеянное) отражение. Отражающие свойства объектов оцениваются эффективной площадью рассеяния (ЭПР), которая в сантиметровом диапазоне волн   мало зависит от длины волны.

Следует иметь в виду, что величина отражающей площади большинства объектов зависит не только от их размеров, но и от ракурса. Так судно , обращенное бортом к РЛС, имеет большую отражающую площадь, чем судно, обращенное к ней носом или кормой. Следует учитывать, что относительное положение целей и РЛС изменяется (движение судна, качка, падающие капли дождя, мокрый снег и т.п.). Поэтому ЭПР реальных целей, встречающихся в морской навигации (суда, буи, плавмаяки и др.) изменяется по случайному закону, что затрудняет наблюдение целей на экране индикатора и ухудшает работу САРП.

Для увеличения отражающей способности мелких объектов на них могут быть установлены пассивные отражатели уголкового типа. Уголковый отражатель (рис.2.23), образованный тремя взаимно перпендикулярными металлическими листами, имеет свойство отражать обратно падающую на него волну. Эффективная площадь рассеяния уголкового отражателя при строгой перпендикулярности его плоскостей равна:

S_Э= (4π/3) х (α/λ ),           (1.21)

где S_Э — эффективная площадь отражающей поверхности, м²;

 а — ребро уголкового отражателя, м;

λ — длина волны, м.

Например, при α = 0,5 м, λ= 3,2 см, S_Э=250 м².

 

Следовательно, отражающая способность уголкового отражателя рис. 2.27 равноценна отражающей способности судна небольшого водоизмещения ( 50..200 р.т.)

Для более равномерного отражения по всем направлениям применяют комбинации из нескольких уголковых отражателей, устанавливаемых обычно на буях, мачтах и т. д. и расположенных или в горизонтальной плоскости по окружности, или вокруг вертикальной оси по спирали. На берегу устанавливают одиночные отражатели, раскрытые в сторону моря.

Эффективность отражения от берега зависит от крутизны и высоты берега и характера почвы. Крутой берег, отвесные скалы дают отражение в сторону РЛС, поэтому хорошо обнаруживаются; пологий берег, песчаные косы дают зеркальное отражение в сторону, почти противоположную направлению на РЛС, поэтому обнаруживаются плохо. Наличие на берегу растительности или свежевыпавшего снега может несколько уменьшить дальность обнаружения из-за поглощения радиоволн. Отдельные крупные кусты, деревья на пологом берегу создают отражение радиоволн и могут быть обнаружены.

Морская поверхность при отсутствии волнения дает зеркальное отражение в противоположную сторону и не обнаруживается на экране РЛС, однако, волнение и даже рябь создают рассеянное отражение, в результате чего отдельные волны обнаруживаются на расстоянии нескольких миль.

Плавающий лед дает слабое отражение. Дальность обнаружения его кромки заметно возрастает при волнении, граница которого и определяет ледяную кромку. Торосистый лед обнаруживается лучше, чем гладкие ледяные поля. Айсберги, особенно с размытыми формами, обнаруживаются слабо.

Осадки в виде дождя и снега дают отражение, эффективность которого тем больше, чем больше плотность и размеры частиц. При распространении радиоволны в этом случае происходит непрерывное отражение от водяных капель, расположенных во всех более удаленных точках. Поэтому, чем больше длительность импульса и ширина луча, тем больше объем осадков, от которого одновременно происходит отражение, и тем больше дальность обнаружения этих осадков. Достаточно эффективное отражение создают облака. Грозовые облака могут давать более сильное отражение, чем берег, на  значительных расстояниях.

Вопросы для самоконтроля по главе 5:

1. Перечислите факторы, которые необходимо учитывать при выборе безопасной скорости, связанные с использованием РЛС.

2. Приведите определение «охранной зоны». Как устанавливается «охранная зона»?

3. Для чего предусмотрен режим « Trial»

4. В чем заключается основное отличие динамического проигрывания маневра от статического?

5. Какие данные использует судоводитель для оценки ситуации опасности сближения?

6. На какой частоте работает радиолокационный спасательный ответчик (РСО- SART)? На каком диапазоне должна работать РЛС, чтобы принимать сигналы РСО?

7. На каких частотах работает радиолокационный буй RACON?

8. Как проявляются на экране РЛС помехи от волнения моря и атмосферных осадков?

9. Какие ораны управления есть в РЛС для подавления помех от моря и атмосферных осадков?

10. В каких случаях появляется на экране РЛС ложный сигнал от предыдущей посылки?

11. Как сказывается на радиолокационном наблюдении явление субрефракции?

12. Как возникает явление сверхрефракции? Какой вид помехи может возникнуть при этом явлении?

13. Как влияют на затухание радиоволн сантиметрового диапазона те или иные виды атмосферных осадков?

14. Охарактеризуйте влияние на радиолокационное наблюдение отражающих свойств объектов?

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: