Отражающие свойства объектов

 

Отражение радиоволн от целей по своему характеру может быть зеркальным или рассеянным (диффузным). Зеркальное отражение возникает при гладкой отражающей поверхности, когда размеры объекта и радиусы кривизны участков его поверхности во много раз больше длины волны облучающего поля. В этом случае отражение происходит по законам близким к оптическим (угол падения равен углу отражения; луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения лежат в одной плоскости). Поэтому за исключением случая нормального падения отраженная волна не возвращается к РЛС.

Рассеянное отражение вызывает шероховатая поверхность цели, когда радиусы кривизны её участков соизмерима с длиной волны облучения. В этом случае из–за различного расположения элементов отражающей поверхности относительно фронта падающей волны электромагнитная энергия отражается в различных направлениях.

Отражающие свойства объекта кроме характера отражения зависят от его материала, размеров, формы, ракурса (направления прихода волны облучения) и параметров электромагнитного поля облучения. Количественно отражающие свойства цели оцениваются ЭПО – эффективной поверхностью отражения. ЭПО – это некоторая условная эквивалентная площадь, которая, будучи помещённой в точку нахождения объекта перпендикулярно направлению распространения волны, создаёт на входе антенны РЛС плотность мощности отражённого сигнала равную плотности мощности, отражённой от реального объекта.

Определим аналитическую зависимость для ЭПО.

Пусть на объект воздействует электромагнитное поле. Тогда при отсутствии потерь в объекте он будет переизлучать в окружающее пространство мощность:

(17)

где S–площадь объекта;

ρ_п–плотность мощности падающего потока.

Часть этой мощности, достигая РЛС, создает у её антенны плотность мощности отраженного потока:

(18)

где G_o–коэффициент направленности излучения объекта в сторону РЛС;

D–расстояние от РЛС до объекта.

В выражении (18):

(19)

является эффективной поверхностью отражения, т.е.:

(20)

Аналитически ЭПО может быть выражена только для предметов простой формы. При этом предполагается, что они выполнены из однородного идеально проводящего материала, т.е. не имеют потерь. Приведём примеры аналитических зависимостей для некоторых из них.

Шар:

,

(21)

где R–радиус шара.

Пластина:

,

(22)

где S–площадь пластины;

l–длина волны облучения.

Уголковый отражатель:

,

(23)

где a–длина стороны треугольной пластины уголкового отражателя.

ЭПО объектов сложной формы (суда, знаки навигационной обстановки) определяются эмпирически. Так для судов существует формула:

,

(24)

где f–частота поля облучения, МГц;

W–водоизмещение судна, тыс. тонн.