4.2. Понятие об эоп разнесенной рлс.

В отличие от рассмотренного случая однопозиционной (моностатической) РЛС для двухпозиционной (бистатической) РЛС более применим термин ЭПР (эффективная площадь рассеяния). Пря этом вместо используемой нами здесь и в дальнейшем моностатической ЭОП применяется бистатическая ЭОП, вместо ДОР вводят понятие диаграммы рассеяния (ДР). Для снятия ДР можно, например, "закрепить передатчик н перемещать приемник по окружности вокруг цели (рис. 4.1, b).

Представляет интерес возможность сопоставления в некоторых случаях ДР и ДОР, Так, для простых, идеально проводящих тел достаточной гладкости при малой длине волны (строго говоря, стремящейся к нулю) и угле передатчик-цель-приемник   180° ДР равна ДОР в направлении биссектрисы угла . Отсюда следует, что ДР не меняется, если поменять местами передатчик и приемник. Данная теорема явно неверна при углах  180,° т, е. вблизи так называемого рассеяния вперед (или теневого рассеяния).

4.3. Влияние эффекта доплера в случае поверхностно-распределенных целей

4.3.1. «Парадокс гладкой земли».

При облучении земной поверхности с борта летательного аппарата узким лучом под углом ₀ (рис. 4.2,а) частота отраженных колебаний на входе приемника должна быть равна:

,

где f₀ и  - частота и длина волны излучаемых колебаний.

Рис. 4.2. К определению «парадоксов гладкой земли»

Вместе с тем, как видно из рис. 4.2,а, при горизонтальном движении летательного аппарата расстояние до облучаемого участка не меняется, что противоречит объяснению возникновения эффекта Доплера вследствие изменения расстояния до цели.

Аналогичный парадокс имеет место и в случае рис. 4.2,б, когда меняется расстояние, а доплеровский сдвиг частоты Fd должен быть равен нулю, так как  = 90°.

Указанные противоречия возникают, когда используется модель земной поверхности, имеющая вид непрерывной гладкой поверхности. Кажущийся парадокс разрешается для модели в виде дискретных отражателей. Если, например, в пределах луча может находиться лишь один точечный отражатель, то в случае рис. 4.2,а расстояние до него фактически изменяется, а в случае рис. 4.2, б не изменяется.

Следует отметить, что при непрерывной ровной отражающей поверхности отражение зеркальное и в обратном направлении вообще отсутствует. Только при наличии дискретных отражателей на ровной поверхности или шероховатости появляется обратное отражение, и вместе с ним в РЛС будет наблюдаться эффект Доплера.

Спектр колебаний, отраженных от протяженной поверхности. Рассмотрим облучение земной поверхности с борта летательного аппарата (рис. 3.41). При немодулированном излучении сигнал, отраженный от одного дискретного отражателя, является ЧМ импульсом с огибающей, имеющей форму диаграммы направленности антенны по мощности (рис. 3.42, а). Девиация частоты в пределах такого импульса равна разности доплеровских частот

,

где ₀ = (1 + 2)/2 - наклон оси диаграммы направленности антенны,  - ширина луча антенны по углу места на определенном уровне.

Рис. 4.3. Облучение земной поверхности и форма сигнала, отраженного от дискретного отражателя (а), и энергетический спектр от протяженной поверхности (б)

При полете над морем возникает смещение спектра (около 1%), вызванное различием ДОР для суши и для моря. При больших углах скольжения  коэффициент обратного отражения  для поверхности моря превышает соответствующее значение для суши, однако с уменьшением  (с ростом угла падения ) этот коэффициент для моря падает быстрее. Поэтому максимум спектра смещается в область меньших частот. Большое влияние на смещение частоты максимума и расширение спектра оказывает также движение частиц водной поверхности, особенно в районе гребней волн. Этот фактор может играть основную роль.

Отражения от земной поверхности и различных предметов, расположенных на ней, необходимо учитывать и при работе наземных РЛС (отражения от «местных предметов»). Эти отражения являются мешающими. Они характеризуются расширением спектральных линий последовательности импульсов вызванных случайными перемещениями цели (например, раскачивание деревьев при ветре). Главное отличие этих помех от внутренних шумов приемника заключается в наличии корреляции от одного периода обзора к другому (это соответствует достаточно малой ширине энергетического спектра, которая обратно пропорциональна интервалу корреляции). Согласно экспериментальным данным, энергетический спектр флуктуации при отражении от распределенной цели в области каждой спектральной линии f₀  kFnf₀ зондирующего сигнала хорошо описывается функцией:

.

Здесь f- f₀ – отклонение частоты сигнала от ближайшей спектральной линии , f₀ - несущая частота сигналов РЛС, а - безразмерный коэффициент, характеризующий расширение спектральных линий из-за отражения от распределенной цели, он изменяется от 3,9 10¹⁹ для редкого леса в безветренный день до 2,8 10¹⁵ для дождевых облаков.