որտեղ S=ab; x =. (7.8)

RCS-ի կախվածությունը ճառագայթման անկյան տակ կոչվում է թիրախային ցրում: Հարթ թերթիկն ունի ցրված գծագիր, որը նկարագրվում է (sinx/x)2 ձևի ֆունկցիայով:

Թերթի չափի և ալիքի երկարության մեծ հարաբերակցությամբ ցրման դիագրամը կլինի շատ կտրուկ, այսինքն՝ α-ի աճով թերթի RCS արժեքը կտրուկ փոխվում է σc ֆունկցիային համապատասխան՝ որոշ ուղղություններով իջնելով զրոյի:

Մի շարք ծրագրերի համար ցանկալի է պահպանել RCS-ի բարձր արժեքը ճառագայթման լայն անկյուններում: Սա անհրաժեշտ է, օրինակ, ռեֆլեկտորները որպես պասիվ ռադիոփարոս օգտագործելիս: Այս գույքն ունի անկյունային ռեֆլեկտոր։

EPR անկյունային ռեֆլեկտոր. Անկյունային ռեֆլեկտորը բաղկացած է երեք փոխադարձ ուղղահայաց մետաղական թիթեղներից, այն ունի ռադիոալիքներն արտացոլելու հատկություն ճառագայթող ռադարի ուղղությամբ, ինչը բացատրվում է ռեֆլեկտորի պատերից եռակի անդրադարձմամբ, որը ալիքը զգում է, եթե ճառագայթման ուղղությունը մոտ է: անկյունային ռեֆլեկտորի համաչափության առանցքը (45 ° պինդ անկյան սահմաններում): Անկյունային ռեֆլեկտորի RCS-ի հաշվարկման բանաձևը.

a=1 մ և λi=10 սմ դեպքում անկյունային ռեֆլեկտորի EPR-ը σуo = 419 մ2: Այսպիսով, անկյունային ռեֆլեկտորի RCS-ը փոքր-ինչ փոքր է, քան հարթ ափսեի RCS-ն՝ a = b = l մ չափսերով: Այնուամենայնիվ, անկյունային ռեֆլեկտորը պահպանում է մեծ RCS արժեքը բավականին լայն հատվածում, մինչդեռ ափսեի RCS-ն նվազում է: կտրուկ՝ նորմայից ճառագայթման ուղղության աննշան շեղումներով։

Երկկոնիկ ռեֆլեկտորները, որոնք կազմված են երկու նույնական մետաղական կոններից, նույնպես օգտագործվում են որպես պասիվ ռադարային փարոսներ ծովում: Եթե ​​կոնների գեներատորների միջև անկյունը 90° է, ապա ճառագայթը, կոնների մակերեսից կրկնակի անդրադարձումից հետո, ուղղվում է դեպի ռադար, որն ապահովում է RCS մեծ արժեք։ Երկկոնիկ ռեֆլեկտորի առավելությունն իր առանցքին ուղղահայաց հարթության վրա միատեսակ ցրման ձևն է:

EPR գնդակ. Կատարյալ հաղորդող հարթ մակերեսով մեծ (շառավիղը համեմատ λu) գնդակի RCS-ը որոշելու համար կարող է օգտագործվել (5.3) բանաձևը։ σsh =4π rsh2 (7.10)

Այսպիսով, գնդակի RCS-ը հավասար է նրա խաչմերուկի մակերեսին, անկախ ճառագայթման ալիքի երկարությունից և ուղղությունից.

Այս հատկության շնորհիվ լավ հաղորդող մակերեսով մեծ գնդակն օգտագործվում է որպես իրական օբյեկտների RCS-ի փորձարարական չափման հղում՝ համեմատելով արտացոլված ազդանշանների ինտենսիվությունը։ Երբ գնդիկի շառավիղի և ալիքի երկարության հարաբերակցությունը նվազում է մինչև rsh /λi ≤2 արժեքները, σsh/π rsh2 ֆունկցիան ունի մի շարք ռեզոնանսային առավելագույն և նվազագույն, այսինքն՝ գնդակը սկսում է իրեն թրթռիչի նման պահել: λi/2-ին մոտ գնդակի տրամագծով գնդակի RCS-ը չորս անգամ գերազանցում է նրա խաչմերուկի մակերեսը: Rsh ≤λ և /(2π) փոքր գնդակի համար EPR-ը որոշվում է Ռեյլի դիֆրակցիոն բանաձևով

σsh =4.4 104 rsh6 / λi4 (7.11)

և բնութագրվում է ուժեղ կախվածությամբ ճառագայթող ռադիոալիքների ալիքի երկարությունից: Այս դեպքը տեղի է ունենում, օրինակ, երբ ռադիոալիքներն արտացոլվում են անձրեւի կաթիլներից եւ մառախուղից։ Հաշվի առնելով ջրի դիէլեկտրական հաստատունի արժեքը (ε = 80), անձրևի կաթիլների EPR-ը σk =306 dk6 / λi4 որտեղ dk-ը կաթիլների տրամագիծն է:

7.3. Օբյեկտների արդյունավետ ցրման տարածք

Հաճախ գործնականում անհրաժեշտ է որոշել ստացված արտացոլված ազդանշանը, որը ստեղծվել է մի քանի օբյեկտների կամ բազմաթիվ տարրական ռեֆլեկտորների կողմից, որոնք բաշխված են մակերեսի վրա կամ ռադիոտեղորոշիչ զոնդավորման ազդանշաններով ճառագայթված ծավալով: Այսպիսով, երկրի մակերևույթը հետազոտելու համար ինքնաթիռի ռադարի ցուցիչի էկրանին պատկեր է ստեղծվում՝ մոդուլավորելով CRT ճառագայթի պայծառությունը Երկրի մակերևույթի համապատասխան հատվածներից արտացոլված ազդանշաններով կամ լուծված ծավալով, որը ներգրավված է ձևավորման մեջ: ստացվող ազդանշանը ստացողի մուտքի մոտ: Իմպուլսային ռադարի համար, որն ունի զոնդավորման իմպուլսի տևողություն τu, ներքևի լայնությունը հորիզոնական և ուղղահայաց հարթություններում D>> τ և s/2 հեռավորության վրա, լուծված ծավալը V0 հավասար կլինի h= τand բարձրություն ունեցող գլանի ծավալին: c/2 և բազայի տարածք s=pab V0 =h s.

Եթե ​​տարածության միավոր ծավալը պարունակում է n1 պատահականորեն տեղակայված ռեֆլեկտորներ՝ նույն RCS-ով, որը հավասար է σC-ին, ապա բոլոր ռեֆլեկտորների RCS-ի միջին վիճակագրական արժեքը լուծված ծավալում σc = σc n V0 է: (7.12)

Անձրևի դեպքում σt-ն անձրևի կաթիլի RCS-ն է՝ բազմապատկված n1 միավոր ծավալի թրթռիչների քանակով և կապված է անձրևի I ինտենսիվության հետ (մմ/ժ): Հաշվարկները պարզեցնելու համար դուք կարող եք օգտագործել հատուկ RCS մեկ միավորի ծավալով σc = σc n1 (m-1), որը կարող է հաշվարկվել բանաձևերի միջոցով:

σо =6 10-14 I1.6 λi-4 (անձրևի համար); (7.13)

σо =6 10-13 I2 λi-4 (ձյան համար). (7.14)

Դիպոլի ռեֆլեկտորների ամպից (մետաղացված ժապավեններ) արտացոլված ազդանշանները հաշվարկելիս օգտագործվում է նաև հատուկ RCS, որը կամայական կողմնորոշմամբ λi/2 երկարությամբ դիպոլների տարածության մեջ.

σvo =0,11 λi2 n1. /մ2/: (7.15)

Թիրախների RCS-ի պատահական տատանումները, որոնք առաջանում են ռադարի և թիրախի փոխադարձ դիրքի փոփոխությամբ, իսկ խմբային և բաշխված թիրախների դեպքում, և տարրական ռեֆլեկտորների հարաբերական դիրքի փոփոխությունները հանգեցնում են արտացոլված ազդանշանների տատանումների: Ազդանշանների և թիրախների EPR-ի վիճակագրական հատկությունները կարելի է լիովին նկարագրել ՖՎ-ով և տատանումների սպեկտրով (կոռելացիոն ֆունկցիա):

Հայտնի է, որ տարրական ռեֆլեկտորների բազմության RCS-ը նկարագրվում է էքսպոնենցիալ բաշխման օրենքով։ Բազմաթիվ ռեֆլեկտորներից բաղկացած բարդ և բաշխված օբյեկտների կողմից արտացոլված ազդանշանների սպեկտրալ բնութագրերը որոշվում են թիրախի և ռադարի հարաբերական արագությամբ, տարրական ռեֆլեկտորների փոխադարձ տեղաշարժով և ռեֆլեկտորների (դրանց քանակի և RCS) կազմի փոփոխությամբ: DND-ի սկանավորում (տեղափոխում): Բարդ թիրախների (նավ, օդանավ և այլն) դեպքում ստացված արտացոլված ազդանշանը ձևավորվում է առանձին մակերեսների (հիմնականում «փայլուն» կետերի) արտացոլումները գումարելու միջոցով, որոնք կարելի է համարել տարրական ռեֆլեկտորներ։ Ռադարի և թիրախի շարժման բարձր հարաբերական արագության դեպքում արտացոլված ազդանշանի սպեկտրի լայնությունը կարելի է համարել թիրախի ծայրահեղ տարրերի համար Դոպլերի հաճախականության աճի տարբերությանը: Այսպիսով, եթե թիրախի անկյունային լայնությունը θts է, իսկ նրա միջին անկյունը (հարաբերական արագության վեկտորի V-ի և դեպի թիրախ ուղղության միջև ընկած անկյունը) հավասար է α-ի, ապա արտացոլված ազդանշանի սպեկտրի լայնությունը փոքր է. θts է ∆F=2Vθts sin α /λi. (7.16)

Իմանալով սպեկտրի լայնությունը՝ կարելի է նաև հաշվարկել ազդանշանի հարաբերակցության ժամանակը τ = l/∆F, որը բնութագրում է տատանման արագությունը։ Բանաձևից (7.16) հետևում է, որ տատանման արագությունը կապված է թիրախի շարժման հարաբերական արագության, ընթացքի և չափի հետ, որը կարող է օգտագործվել թիրախի տեսակը որոշելու համար՝ ըստ արտացոլված ազդանշանի տատանումների: Սպեկտրի լայնությունը կախված է նաև տարրական ռեֆլեկտորների անկյունային տեղաշարժերից՝ թիրախի զանգվածի կենտրոնի նկատմամբ։ Այսպիսով, երբ օդանավը պտտվում և պտտվում է, ազդանշանի տատանումների սպեկտրում հայտնվում են մինչև հարյուր հերց հաճախականություններ։

Արտացոլված ալիքի ֆազային ճակատի տատանումները հանգեցնում են թիրախի կրելը որոշելու սխալների: Նման տատանումները անխուսափելի են բարդ օբյեկտների ռադարային ուղղության հայտնաբերման մեջ, որոնց արտացոլման կենտրոնի դիրքը անընդհատ փոխվում է ռադարի և թիրախի փոխադարձ շարժման, տարրական ռեֆլեկտորների անկյան փոփոխության և դրանց կազմի պատճառով: Փորձը ցույց է տալիս, որ dc տեսանելի գծային չափում ունեցող իրական թիրախի ռադարային ազդանշանի անկյան շեղման արմատ-միջին քառակուսի սխալը σα=dc/4D ռադարից D հեռավորության վրա: (7.17)

Արտացոլված ալիքի ֆազային ճակատի տատանումները կոչվում են թիրախային անկյունային աղմուկ: Իրական նպատակների համար դրանց սպեկտրը գտնվում է ցածր հաճախականության շրջանում 0-ից 5 Հց և ունի հերց-ի ֆրակցիաների լայնություն: Տատանումների սպեկտրը պետք է հայտնի լինի անկյունային կոորդինատներով թիրախների ավտոմատ հետևմամբ ռադար նախագծելիս: Թիրախների EPR-ի և արտացոլված ազդանշանների վիճակագրական բնութագրերը անհրաժեշտ են ռադարի հեռավորությունը, չափման կոորդինատների ճշգրտությունը, ինչպես նաև ռադիոլոկացիոն ազդանշանի մշակման սարքը նախագծելիս: Մոտավոր հաշվարկները կատարվում են թիրախների RCS-ի բաշխման էքսպոնենցիալ օրենքով։ Ռադարի միջակայքը գնահատելիս օգտագործվում է թիրախի RCS-ի միջին արժեքը, որը ստացվում է թիրախային ազդեցության տարբեր ուղղությունների համար RCS արժեքները միջինացնելու միջոցով: Աղյուսակում. 7.1-ը ցույց է տալիս իրական օբյեկտների միջին RCS արժեքները /2/: Աղյուսակ 7.1

EPR ռադարային հսկողության իրական օբյեկտների համար

Գործնականում երբեմն անհրաժեշտություն է առաջանում արհեստականորեն ավելացնել կամ նվազեցնել իրական օբյեկտների RCS-ը: Այսպիսով, փրկարար նավակների և լաստանավների որոնումը հեշտացնելու համար դրանց վրա տեղադրվում են անկյունային ռեֆլեկտորներ, որոնք կտրուկ մեծացնում են ռադարների հայտնաբերման շրջանակը։ Այլ դեպքերում, հրթիռների, օդանավերի և նավերի հայտնաբերումը նվազեցնելու համար նրանք ձգտում են նվազեցնել իրենց RCS-ը մակերևույթի կոնֆիգուրացիայի ռացիոնալ ընտրությամբ և պաշտպանիչ ծածկույթների օգտագործմամբ, որոնք նվազեցնում են ռադիոալիքների արտացոլումը:

Թշնամու ռադարների կողմից հայտնաբերումից խուսափելու համար ժամանակակից կործանիչները, նավերը և հրթիռները պետք է ունենան ամենափոքր արդյունավետ ցրման տարածքը (ESR): Գիտնականներն ու ինժեներները, ովքեր մշակում են նման նուրբ առարկաներ, օգտագործելով հաշվողական էլեկտրադինամիկայի տեխնիկան, օպտիմիզացնում են կամայական օբյեկտների EPR-ը և ցրման էֆեկտները ռադարների օգտագործման ժամանակ: Քննարկվող օբյեկտը ցրում է իր վրա ընթացող էլեկտրամագնիսական ալիքները բոլոր ուղղություններով, և էներգիայի մի մասը վերադարձվում է էլեկտրամագնիսական ալիքների աղբյուրին այսպես կոչված. հետցրվելը, ձևավորում է առարկայի մի տեսակ «արձագանք»: RCS-ը պարզապես ռադարային արձագանքի ազդանշանի ինտենսիվության չափումն է:

Գործնականում որպես ռադարների չափորոշիչի օբյեկտ օգտագործվում է հղման հաղորդիչ գունդ։ Խնդրի նմանատիպ հայտարարությունն օգտագործվում է EPR-ի թվային հաշվարկը ստուգելու համար, քանի որ էլեկտրադինամիկայի այս դասական խնդրի լուծումը ստացել է Գուստավ Միեն դեռ 1908 թվականին:

Այս գրառման մեջ մենք կնկարագրենք, թե ինչպես կատարել նման հղման հաշվարկ՝ օգտագործելով արդյունավետ 2D առանցքի սիմետրիկ ձևակերպում, ինչպես նաև հակիրճ կնշենք COMSOL Multiphysics ®-ում ցրման խնդիրների լայն դասի լուծման ընդհանուր սկզբունքները:

Նկ.1. Էլեկտրական դաշտի բաշխումը (դրա նորմը) և էներգիայի միջինացված ժամանակի հոսքը (սլաքները) ազատ տարածության մեջ կատարյալ հաղորդող ոլորտի շուրջ:

Ցրվածություն հաղորդիչ հարթության վրա. չափը կարևոր է

Եռաչափ միջավայրում, նույնիսկ կատարյալ համընկնող շերտերի (Perfectly Matched Layers - PML) օգտագործման դեպքում, որոնք արդյունավետորեն սահմանափակում են հաշվողական տիրույթը և նմանակում բաց սահմանները և համաչափության պայմանները, հաճախականության/ալիքի երկարության մանրամասն լուծաչափով հաշվարկը կարող է բավականին տևել: երկար ժամանակ.

Բարեբախտաբար, եթե օբյեկտը առանցքի համաչափ է և իզոտրոպ կերպով ցրում է ալիքները, ապա ամբողջական 3d վերլուծություն չի պահանջվում: Էլեկտրամագնիսական ալիքների տարածումը և առարկայի ռեզոնանսային վարքը վերլուծելու համար բավական է որոշակի պայմաններում կատարել դրա խաչմերուկի հաշվարկը երկչափ առանցքի համաչափ ձևակերպմամբ:

Միկրոալիքային գործընթացի երկչափ առանցքի սիմետրիկ մոդել. ներքին տեսք

Ենթադրենք, որ մեր գունդը մետաղական է և ունի բարձր հաղորդունակություն։ Այս խնդրի համար ոլորտի մակերեսը դրվում է որպես կատարյալ էլեկտրական հաղորդիչ (PEC), և դրա ինտերիերը դուրս է մնում հաշվողական տիրույթից։ Նրա շուրջը սահմանվում է որպես վակուում՝ համապատասխան նյութական հատկություններով, իսկ ամենաարտաքին շերտը օգտագործում է գնդաձև տիպի PML, որն օգտագործվում է բոլոր ելքային ալիքները կլանելու և հաշվարկային տիրույթի սահմաններից արտացոլումը կանխելու համար:

Մետաղական առարկաների մոդելավորում ալիքային էլեկտրամագնիսական խնդիրներում

Հաճախականության տիրույթում էլեկտրադինամիկայի խնդիրների թվային լուծման համար կան մետաղական առարկաների արդյունավետ մոդելավորման մի քանի տեխնիկա: Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս անցումային սահմանային պայմանի (TBC), դիմադրության սահմանային պայմանի (IBC) և Կատարյալ էլեկտրական հաղորդիչի (PEC) պայմանների օգտագործման տեխնիկան և ուղեցույցները:

Բրինձ. 3. Առանցքի սիմետրիկ երկրաչափություն և ձախ շրջանաձև բևեռացված ֆոնի էլեկտրամագնիսական դաշտի սահմանում COMSOL Multiphysics ® GUI-ում:

Հաշվողական տիրույթում (բացառությամբ PML-ի) դրված է ֆոնային դաշտի գրգռումը ձախ շրջանաձև բևեռացմամբ՝ ուղղված z առանցքի բացասական ուղղությամբ (նկ. 3): Նշենք, որ հաշվարկվում է միայն առաջին ազիմուտ ռեժիմը:

Լռելյայնորեն, միկրոալիքային խնդիրների դեպքում COMSOL Multiphysics ®-ը ավտոմատ կերպով ստեղծում է անվճար եռանկյունաձև (կամ քառանկյուն եռաչափ խնդիրների համար) ցանց՝ հաճախականության տիրույթում հետազոտության համար սահմանված առավելագույն հաճախականության ներքո (Frequency Domain study), որն այս օրինակում 200 ՄՀց է: Մոդելում ալիքային պրոցեսների բավարար լուծում ապահովելու համար ցանցի տարրի առավելագույն չափը սահմանվում է 0,2 ալիքի երկարությամբ: Այլ կերպ ասած, տարածական լուծումը տրվում է որպես հինգ երկրորդ կարգի տարրեր մեկ ալիքի երկարության համար: Կատարյալ համընկնող շերտերում ցանցը կառուցվում է կլանման ուղղությամբ ձգելով, որն ապահովում է PML-ի առավելագույն արդյունավետությունը:

Որովհետեւ Մոդելի ազատության աստիճանների թիվը շատ փոքր է (համեմատած եռաչափ պարամետրի հետ), ապա դրա հաշվարկը տևում է ընդամենը մի քանի վայրկյան: Ելքում օգտագործողը կարող է ստանալ և պատկերացնել էլեկտրական դաշտի բաշխումը ոլորտի շուրջ (մոտակա գոտում), որը ֆոնի և ցրված դաշտերի գումարն է։

Այս խնդրի համար ամենահետաքրքիր բնութագրերը վերաբերում են հեռավոր դաշտին: Մոդելում դրանք ստանալու համար անհրաժեշտ է ակտիվացնել հեռավոր դաշտի հաշվարկի պայմանը հաշվողական տիրույթի արտաքին սահմանի վրա (այս դեպքում՝ PML-ի ներքին սահմանի վրա), որը թույլ է տալիս հաշվարկել հեռավոր գոտու դաշտերը։ հաշվողական տիրույթից դուրս ցանկացած կետում՝ հիմնված Ստրատտոն-Չու ինտեգրալ հարաբերությունների վրա: Ակտիվացումը ավելացնում է լրացուցիչ փոփոխական՝ դաշտի լայնությունը հեռավոր գոտում, որի հիման վրա հետմշակման ընթացքում ծրագրաշարը հաշվարկում է IEEE ստանդարտներին համապատասխանող ինժեներական փոփոխականներ. հաշվի առնելով մուտքային անհամապատասխանությունը), գործակիցի ուղղորդման գործողությունը և EPR:

Բևեռային գրաֆիկից մասնագետը կարող է որոշել դաշտի ուղղությունը հեռավոր գոտում որոշակի հարթությունում, իսկ հեռավոր գոտում ճառագայթման եռաչափ պատկերը թույլ է տալիս ավելի մանրամասն ուսումնասիրել մոլորված դաշտը (նկ. 4):

Բրինձ. 4. 3D հեռավոր դաշտի վիզուալիզացիա՝ հիմնված COMSOL Multiphysics ® 2D առանցքի սիմետրիկ մոդելի վրա:

Եռաչափ խնդրի լուծման վերականգնում

Առանցքային սիմետրիկ ձևակերպման մեջ «կրճատված» մոդելի արդյունքները վերաբերում են շրջանաձև բևեռացումով ֆոնային դաշտի կողմից հաղորդիչ ոլորտի ճառագայթման գործընթացին: Սկզբնական 3d խնդրի մեջ ուսումնասիրվում են մոլորված դաշտի բնութագրերը գծային բևեռացված հարթ ալիքի դեպքում: Ինչպե՞ս շրջանցել այս տարբերությունը:

Ըստ սահմանման՝ գծային բևեռացում կարելի է ստանալ՝ ավելացնելով աջ և ձախ շրջանաձև բևեռացում։ Վերը նշված պարամետրերով 2D առանցքի համաչափ մոդելը (նկ. 2) համապատասխանում է ձախ շրջանաձև բևեռացումով ֆոնային դաշտի առաջին ազիմուտային ռեժիմին (m = 1): Բացասական ազիմուտային ռեժիմի լուծումը աջակողմյան շրջանաձև բևեռացումով կարելի է հեշտությամբ ստանալ արդեն լուծված խնդրից՝ օգտագործելով համաչափության հատկությունները և կատարելով պարզ հանրահաշվական փոխակերպումներ:

Կատարելով ընդամենը մեկ 2D վերլուծություն և արտացոլելով արդյունքները արդեն հետմշակման ընթացքում, դուք կարող եք դուրս հանել բոլոր անհրաժեշտ տվյալները՝ միաժամանակ զգալիորեն խնայելով հաշվողական ռեսուրսները (նկ. 5):

Բրինձ. 5. Արդյունավետ ցրման տարածքի (լոգարիթմական մասշտաբով) սկանավորման համեմատությունը ցրման անկյունների առումով ամբողջական եռաչափ հաշվարկի և առաջարկվող երկչափ առանցքի համաչափ մոդելի համար:

1D գրաֆիկը (նկ. 5) EPR համեմատությամբ ցույց է տալիս ընդունելի համապատասխանություն 3D և 2D առանցքի սիմետրիկ մոդելների միջև: Աննշան անհամապատասխանություն նկատվում է միայն առաջ և հետ ցրման շրջանում՝ պտտման առանցքի մոտ։

Բացի այդ, ստացված երկչափ արդյունքների վիզուալիզացիան եռաչափ տարածության մեջ կպահանջի կոորդինատային համակարգի փոխակերպում գլանայինից դեկարտյան: Նկ. Նկար 6-ը ցույց է տալիս արդյունքների եռաչափ պատկերացում 2D առանցքի համաչափ մոդելի համար:

Բրինձ. 6. Ստացված արդյունքների եռաչափ ներկայացում երկչափ հաշվարկի հիման վրա:

Պարուրաձև սլաքները ցույց են տալիս շրջանաձև բևեռացումով ֆոնային դաշտը: Հորիզոնական հատվածի գրաֆիկը ներկայացնում է ֆոնային դաշտի ճառագայթային բաղադրիչի բաշխումը (ալիքի գործընթացը ցուցադրվում է հարթ դեֆորմացիաների միջոցով): Գնդի մակերեսի վրա կառուցված է ընդհանուր էլեկտրական դաշտի նորմը։ Մեկ այլ սլաքի դիագրամ ցույց է տալիս երկու շրջանաձև բևեռացումների սուպերպոզիցիա, որը համարժեք է եռաչափ գծային բևեռացված ֆոնային դաշտին:

Եզրակացություն

Ինժեներների համար ռադիոֆիզիկայի և միկրոալիքային տեխնոլոգիաների ոլորտում ժամանակակից զարգացման գործընթացում անփոխարինելի են արդյունավետ մոդելավորման մեթոդները, որոնք նվազեցնում են ռեսուրսների սպառումը և ժամանակի ծախսերը՝ անկախ օգտագործված թվային վերլուծության մեթոդից:

Ամբողջականությունը պահպանելու և բոլոր համապատասխան ֆիզիկական էֆեկտները վերստեղծելու համար իրական բաղադրիչը մեծ էլեկտրական չափսով մոդելավորելիս հնարավոր է պարզեցնել թվային հաշվարկի գործընթացը՝ առանց ճշգրտության կորստի՝ լուծելով խնդիրը երկչափ առանցքի սիմետրիկ ձևակերպմամբ: Առանցքային սիմետրիկ առարկաներ մոդելավորելիս և վերլուծելիս, ինչպիսիք են ցրված գնդերը և սկավառակները, կոնաձև եղջյուրը և պարաբոլիկ ալեհավաքները, սարքի խաչմերուկի հաշվարկները մի քանի կարգով ավելի արագ են, քան ամբողջական 3D մոդելի օգտագործումը:

Անտենաների մոդելավորման հիմունքները COMSOL Multiphysics-ում

Ալիքի ցրումը ֆիզիկայի ամենահիմնական երեւույթներից է, քանի որ Հենց ցրված էլեկտրամագնիսական կամ ակուստիկ ալիքների տեսքով մենք ստանում ենք հսկայական տեղեկատվություն մեզ շրջապատող աշխարհի մասին: RF և Wave Optics մոդուլներում, ինչպես նաև Acoustics մոդուլում առկա լրիվ ալիքային ձևակերպումները թույլ են տալիս մանրամասնորեն մոդելավորել այս երևույթները՝ օգտագործելով վերջավոր տարրերի մեթոդը: Այս վեբինարում մենք կքննարկենք COMSOL-ում ցրման խնդիրների լուծման հաստատված պրակտիկաները, ներառյալ ֆոնային դաշտի ձևակերպումների օգտագործումը, հեռավոր դաշտի հաշվարկման գործառույթը, լայնաշերտ հաշվարկները՝ օգտագործելով նոր տեխնոլոգիաներ, որոնք հիմնված են ընդհատվող Galerkin մեթոդի վրա (dG-FEM), ինչպես նաև: ազդանշանների ընդունման ռեժիմում ալեհավաքների և սենսորների մոդելավորում:

Վեբինարի վերջում մենք կքննարկենք COMSOL մոդելների և հավելվածների գրադարանում առկա կաղապարներն ու օրինակները, ինչպես նաև կպատասխանենք օգտատիրոջ հարցերին այս թեմայի վերաբերյալ:

Կարող եք նաև պահանջել COMSOL-ի ցուցադրում մեկնաբանություններում կամ մեր կայքում:

Վերջնական GIF:

Երկրորդական էլեկտրամագնիսական դաշտը ռադարային ընդունիչի գտնվելու վայրում ճշգրիտ որոշելու համար անհրաժեշտ է լուծել տեղակայման օբյեկտներից էլեկտրամագնիսական ալիքի արտացոլման խնդիրը, որոնք, որպես կանոն, ունեն բարդ կոնֆիգուրացիա: Միշտ չէ, որ հնարավոր է լուծել այս խնդիրը բավարար ճշգրտությամբ, հետևաբար, անհրաժեշտ է գտնել օբյեկտի արտացոլող հատկությունների այնպիսի բնութագիր, որը թույլ կտա համեմատաբար հեշտությամբ որոշել երկրորդային էլեկտրամագնիսական դաշտի ինտենսիվությունը ընդունման կետում: .

Սխեմատիկորեն տեղակայման կայանի փոխազդեցությունը օբյեկտի հետ ներկայացված է Նկ.2.2-ում:

Նկ.2.2. Ռադարի փոխազդեցությունը արտացոլող օբյեկտի հետ

Հաղորդող սարքը արտացոլող օբյեկտի վրա ստեղծում է էներգիայի հոսքի խտություն P1: Արտացոլված էլեկտրամագնիսական ալիքը ստեղծում է հզորության հոսքի խտություն P2 տեղորոշման համակարգի ընդունիչ ալեհավաքի տեղում:

Անհրաժեշտ է գտնել մի արժեք, որը ռացիոնալ կերպով կապում է P1 և P2 հոսքերը: Որպես այդպիսի արժեք ընտրվել է արդյունավետ ցրման տարածքը (ESR) - Se:

Արդյունավետ ցրման տարածքը կարելի է համարել որպես դրա վրա էլեկտրամագնիսական ալիքին ուղղահայաց տեղակայված տարածքի տարածք, որը, իր վրա ընկած ամբողջ էներգիայի իզոտրոպիկ ցրվածությամբ, ռադիոտեղորոշիչի ընդունիչի տեղում ստեղծում է էներգիայի նույն հոսքը: P2 խտությունը որպես իրական արտացոլող օբյեկտ: Se արժեքը կոչվում է նաև «արդյունավետ մակերես», «երկրորդային ճառագայթման արդյունավետ մակերես» կամ «արդյունավետ արտացոլող մակերես»:

Se-ի արժեքը կարելի է որոշել Se P1=4p R2 P2 հարաբերությունից,

Se=4pR2P2,/P1 (2.1)

Արդյունավետ ցրման տարածքը կարող է արտահայտվել օբյեկտի գտնվելու վայրում ուղիղ ալիքի էլեկտրական և մագնիսական դաշտի ուժգնությամբ (E1 և H1) և արտացոլվածի էլեկտրական և մագնիսական դաշտի ուժերով (E2 և H2): ալիք ռադարի գտնվելու վայրում.

Se \u003d 4p R2 E2 2 / E1 2 \u003d 4p R2H2 2 / H1 2:

Ինչպես հետևում է բանաձևից (2.1), Se-ն ունի տարածքի չափ: Եթե ​​օբյեկտի գծային և անկյունային չափսերը հեռավորության և անկյունային կոորդինատների առումով ավելի փոքր են, քան ռադարի լուծիչ ծավալը, ապա արդյունավետ ցրման տարածքի արժեքը կախված չէ արտացոլող օբյեկտի հեռավորությունից: Այնուամենայնիվ, ինչպես երևում է Նկ.2.2-ից, RCS-ի արժեքը կախված է օբյեկտի կողմնորոշումից՝ կապված տեղորոշման համակարգի հաղորդիչի և ստացողի հետ՝ Se=Se(q): Ընդհանուր դեպքում, տիեզերքում օբյեկտի կամայական կողմնորոշմամբ, RCS-ը կախված է երեք անկյուններից՝ արտացոլող օբյեկտի դիտման անկյուններից a և b տարածության մեջ, և առարկայի պտտման անկյունը e. Se = Se (a, լինել).

Իրական արտացոլող օբյեկտների համար արդյունավետ ցրման տարածքի կախվածությունը ճառագայթման անկյուններից որոշվում է փորձարարական եղանակով։ Այսպիսով, եթե արտացոլող օբյեկտը շրջեք դեպի հաղորդիչի ուղղությունը, կարող եք հեռացնել հակադարձ երկրորդական ճառագայթման Se(q) դիագրամը: Աերոդինամիկ օբյեկտների (ինքնաթիռների) մեծամասնության համար վերադարձի երկրորդային ճառագայթման դիագրամը խիստ կտրված է. Արդյունավետ ցրման տարածքի փոփոխության միջակայքը մեծ է և հասնում է 30-35 դեցիբելի:

Ամենապարզ կոնֆիգուրացիայի ռեֆլեկտորների համար արդյունավետ ռեֆլեկտիվ տարածքը կարող է հաշվարկվել տեսականորեն: Այդպիսի ռեֆլեկտորները, մասնավորապես, ներառում են՝ գծային կիսաալիքային թրթռիչ, մետաղական թիթեղ, մետաղական և դիէլեկտրիկ անկյունային ռեֆլեկտորներ։

Կիսալիքային վիբրատորի արդյունավետ ցրման տարածքը կախված է դրա վրա ընկած էլեկտրամագնիսական ալիքի երկարությունից և վիբրատորի միջև նորմալի և դեպի տեղակայման ուղղության q անկյունից:

Se=0,86l2 cos4q.

Կիսալիքային վիբրատորի առավելագույն RCS-ը Sem=0,86l2 է, որը զգալիորեն գերազանցում է նրա երկրաչափական մակերեսը։

Կիսալիքային վիբրատորներով լցված ռադարի արտացոլող ծավալի Se արդյունավետ ցրման տարածքը կարող է որոշվել բանաձևով.

Se = n Ses, (2.2)

որտեղ n-ը վիբրատորների քանակն է լուծման ծավալում,

Ses=0.17l2 - կիսաալիքային վիբրատորի RCS-ի միջին արժեքը, պայմանով, որ q անկյունը հավասարապես փոխվի 0-ից p /2:

Մետաղական ափսեի ետ ցրման նախշը ծաղկաթերթի բնույթ ունի։ Բլթակների լայնությունը նվազում է ափսեի եզրերի երկարության և ալիքի երկարության հարաբերակցության աճով: Թիթեղի EPR-ն ուղիղ համեմատական ​​է նրա S տարածքին և, երբ ափսեի վրա էլեկտրամագնիսական ալիքի նորմալ անկմամբ, հավասար է.

Գնդիկի արդյունավետ ցրման տարածքը կախված է գնդակի տրամագծի dw ալիքի երկարության հարաբերակցությունից: Մետաղական գնդակի համար

Se=690 dsh6/l4 at dsh<< l ,

Se \u003d p (dsh / 2) 2 dsh \u003e l-ով:

Հզոր արտացոլված ազդանշաններ ստեղծելու համար լայնորեն օգտագործվում են մետաղական անկյունային ռեֆլեկտորներ, որոնք բաղկացած են երեք եռանկյունաձև կամ երեք քառակուսի թիթեղներից, որոնք միացված են p / 2 անկյան տակ: Անկյունային ռեֆլեկտորների առավելությունը տարբեր ուղղություններից եկող էլեկտրամագնիսական ալիքներն ինտենսիվորեն արտացոլելու ունակությունն է։ Քառակուսի եզրերով անկյունային ռեֆլեկտորի EPR

եռանկյուն ռեֆլեկտորի համար

որտեղ l-ը ռեֆլեկտորի կողի երկարությունն է:

Երկարացված գնդաձևի արդյունավետ ցրման տարածքը, երբ այն ճառագայթվում է երկայնական առանցքի երկայնքով, որոշվում է բանաձևով.

որտեղ a-ն հիմնական կիսաառանցքն է, b-ը գնդաձևի փոքր կիսաառանցքն է:

Ամենատարածված մակերևույթի բաշխված առարկաները երկրագնդի մակերեսի տարածքներն են: Երկրի մակերևույթի ռադարի ճառագայթման պայմանները ներկայացված են նկ. 2.3, ա.

Բրինձ. 2.3. Ծավալային (ա) և մակերեսային (բ) առարկաների արդյունավետ ցրման տարածքի որոշման համար

Նման օբյեկտների արդյունավետ ցրման տարածքը որոշվում է երկրի մակերևույթի տարածքով, որի առանձին տարրերից արտացոլումները միաժամանակ հասնում են ռադարի ընդունման ալեհավաքին: Տարրի տարածքը կախված է ալեհավաքի հիմնական առավելագույնի լայնությունից երկու հարթություններում՝ q և y, հիմնական առավելագույնի j թեքության անկյունը, հաշվված հորիզոնականից, զոնդավորման իմպուլսի տևողությունը, ցրման գործակից g. Նման արտացոլող տարածքը կարող է ներկայացվել որպես ուղղանկյուն, որը բաժանված է ռադարից R հեռավորության վրա

Պայմանով, որ ct /2cosj< y R / sinj, стороны прямоугольника равны RDq (Dq -ширина диаграммы направленности) и ct /2cosj , площадь отражающей площадки S = R(Dq) ct /2cosj . Соответствующая S перпендикулярная линии визирования площадка S0=S sinj .

Իմանալով S0 և g՝ կարելի է որոշել Սե.

Se=(g R(Dq) c t) tgj /2. (2.3)

Ինչպես հետևում է բանաձևից (2.3), մակերեսային բաշխված օբյեկտների RCS-ը, ի տարբերություն կետային օբյեկտների RCS-ի, կախված է տիրույթից:

Արդյունավետ ցրման տարածքը Se-ն կարող է արտահայտվել մակերևույթից վերև գտնվող ռադարի H բարձրությամբ

S e \u003d g HDq st / 2 cos (j) .

Տարածականորեն բաշխված օբյեկտների արդյունավետ ցրման տարածքը, որը բաղկացած է մեծ թվով միատարր ռեֆլեկտորներից, որոնք բաշխված են տարածության մեջ միասնական խտությամբ n0 և ունեն միջին ռեֆլեկտիվ մակերևույթ Ses, կարող է որոշվել բանաձևով (2.2):

S e \u003d ոչ S es V,

որտեղ V-ն արտացոլող ծավալն է, որը որոշվում է ռադարի լուծաչափով` տիրույթի, անկյունային կոորդինատների և ռեֆլեկտորներով լցված տարածության չափերով: Ռեֆլեկտորների ամպից ազդանշանի ձևավորումը ներկայացված է Նկար 2.3-ում, բ.

Այն դեպքում, երբ բաշխված ռեֆլեկտորների ամպը ամբողջությամբ ծածկում է ճառագայթման օրինաչափության կոնաձև ճառագայթը, և R հեռավորությունը մինչև լուծվող ծավալը շատ ավելի մեծ է, քան ct/2 թույլատրելիության միջակայքը, արտացոլող ծավալը մխոց է, որի բարձրությունը сt/2 է: և pR2(Dq)2/4 հիմք, որտեղ Dq-ը 0,5 մակարդակի ճառագայթման հիմնական առավելագույնի լայնությունն է: Այս պայմանների համար արտացոլող ծավալը V=pR2(Dq)ct/8 է, իսկ տարածականորեն բաշխված օբյեկտի EPR-ը որոշվում է բանաձևով.

S e \u003d S es n0 p R2 (Dq) 2ct / 8: (2.4).

Երբ ճառագայթը թերի է լցված, արտացոլող ծավալի տրամագիծը հավասար է օբյեկտի լայնակի գծային չափերին L o, իսկ արդյունավետ ցրման տարածքը որոշվում է բանաձևով.

Se=Ses n0p L0 2c /8 (2.5)

Ինչպես հետևում է (2.4) և (2.5) բանաձևերից, ծավալային բաշխված օբյեկտներով, որոնք ամբողջությամբ ծածկում են ռադիոտեղորոշիչ կայանի ալեհավաքի հիմնական առավելագույնը, RCS-ն ուղիղ համեմատական ​​է արտացոլող ծավալի հեռավորության քառակուսին: Եթե ​​օբյեկտը չի արգելափակում դիագրամի հիմնական ճառագայթը, RCS-ը կախված չէ ռադարի և արտացոլող ծավալի միջև եղած հեռավորությունից:

Հեռավոր ռադիոտեղորոշիչ կայանների համար աերոդինամիկ օբյեկտները կետային կամ կենտրոնացված են, որոնց RCS-ը կախված չէ հեռահարությունից: Մոտ տեղակայման համակարգերի համար նման օբյեկտները գծային են երկարաձգվում, որոնցում ճառագայթված մակերեսի տարածքը մեծանում է գծային տիրույթի աճով: Հետևաբար, արդյունավետ ցրման տարածքը մեծանում է ռադիոտեղորոշիչի և գծային ընդլայնված օբյեկտի միջև R հեռավորության ավելացմամբ և ալեհավաքի օրինաչափության լայնության մեծացմամբ: Այն դեպքում, երբ օբյեկտի արտացոլող հատկությունները հաստատուն են նրա երկարությամբ, Se-ն աճում է R-ի ուղիղ համամասնությամբ։

Արտացոլված ազդանշանների վիճակագրական բնութագրերը

Օբյեկտից արտացոլված ազդանշանի ամպլիտուդների բաշխման օրենքը

Համակարգերում արտացոլված ազդանշանների մեծ մասը պատահական գործընթացներ են: Հետևաբար, համակարգի աշխատանքը գնահատելու համար անհրաժեշտ է իմանալ ոչ միայն ազդանշանի էներգիայի պարամետրերի միջին արժեքները, այլև ամպլիտուդների և հզորությունների բաշխման օրենքները, ինչպես նաև սպեկտրային և հարաբերական բնութագրերը: Անհրաժեշտ տվյալները կարելի է ձեռք բերել փորձարարական և տեսական ուսումնասիրությունների հիման վրա։

Մոտ տեղակայված համակարգերի համար կարող են ընտրվել օբյեկտների հետևյալ վիճակագրական մոդելները.

1. միևնույն արտացոլող հատկություններով մեծ թվով ռեֆլեկտիվ տարրերի մի շարք՝ արտացոլող մակերեսի S e տվյալ ընդհանուր միջին արժեքով.

2. տարրերի հավաքածու՝ ըստ առաջին մոդելի և մեկ (գերիշխող) տարր՝ կայուն արդյունավետ արտացոլող մակերեսով S0, որը գերազանցում է մեկ տարրի անդրադարձող մակերեսը։

Առաջին մոդելի համար հայտնաբերված ամպլիտուդային բաշխման օրենքները երկրորդ մոդելի բաշխման օրենքի հատուկ դեպքն են S0 =0: Հետեւաբար, երկրորդ մոդելը համարվում է առաջինը:

Օբյեկտից արտացոլված ազդանշանի ամպլիտուդան ըստ մոդել 2-ի կարող է ներկայացվել որպես

u cos(w0t-j)=u0 cos(w0t-j0)+ uS cos(w0t-jS) (2.6)

որտեղ uS cos (w0t-jS)=S ui cos(w0t-ji):

Տատանումների ավելացման գործընթացը կարելի է հետևել Նկար 2.4-ում, որտեղ u , u0 և uS ազդանշանները ցուցադրված են վեկտորային տեսքով:

x, x0, ինչպես նաև y և y0 հատվածները ազդանշանի u և u0 ամպլիտուդների կանխատեսումներ են փոխադարձ ուղղահայաց առանցքների վրա:

Բրինձ. 2.4. Օբյեկտից արտացոլված ազդանշանի վեկտորային դիագրամ

Կենտրոնական սահմանային թեորեմի համաձայն՝ x և y պրոյեկցիաները ենթարկվում են հավանականության նորմալ բաշխմանը, և դրանց համատեղ երկչափ հավանականության խտությունը հավասար է միաչափ հավանականության խտությունների արտադրյալին,

որտեղ D = Dx = Dy-ը x և y ուղղանկյուն բաղադրիչների դիսպերսիան է:

Հեշտ է w(x, y) երկչափ օրենքից անցնել w(u,j) երկչափ օրենքին։ Համաձայն հավանականությունների տեսության կանոնների՝ ամպլիտուդների և փուլերի երկչափ բաշխման խտությունը.

Արտացոլված w(u) ազդանշանի ամպլիտուդների բաշխման օրենքը որոշելու համար անհրաժեշտ է ինտեգրել երկչափ բաշխման օրենքը w(u,j) j-ի բոլոր հնարավոր արժեքների տարածաշրջանում:

որտեղ I0 (u,u0/2D) առաջին տեսակի զրոյական կարգի Բեսելի ֆունկցիան է,

Այսպիսով, ստացվել է արտացոլված ազդանշանի ամպլիտուդների բաշխման օրենքը, որը կոչվում է ընդհանրացված Ռեյլի բաշխման օրենք։ Եթե ​​u0=0, որը համապատասխանում է առաջին մոդելին, ապա ամպլիտուդների բաշխման օրենքը մտնում է Ռեյլի բաշխման օրենքը,

Երկու մոդելների համար D1/2-ի նկատմամբ նորմալացված ամպլիտուդների բաշխման օրենքները կայուն բաղադրիչի u0 ամպլիտուդի տարբեր արժեքներով ներկայացված են Նկ. 2.5. Երբ u0/D1/2 մեծանում է, ամպլիտուդի բաշխման օրենքը մոտենում է նորմալին:

Արդյունավետ արտացոլող մակերեսի բաշխման օրենքը

Հաշվի առնելով, որ u ազդանշանի ամպլիտուդները համաչափ են հզորությանը, հնարավոր է գտնել օբյեկտներից արտացոլված ազդանշանների ուժի բաշխման օրենքները՝ օգտագործելով ստացված ամպլիտուդային բաշխման օրենքները: Ստացված ազդանշանի միջին հզորությունը՝ հատկացված 1 օհմ բեռին,

որտեղ D=m1(xk2)=m1(yk2)=m1(uS2/2)=så2/2:

Օբյեկտի արդյունավետ արտացոլող մակերեսը համաչափ է ազդանշանի հզորությանը, հետևաբար, հայտնաբերված ամպլիտուդի բաշխման օրենքի համաձայն (2.7) արդյունավետ արտացոլող մակերեսի բաշխման օրենքը որոշելու համար կարող ենք օգտագործել հետևյալ բանաձևը.

w(Se)=w(u)çdu/dSeç. (2.8)

(2.7) (2.8) փոխարինման արդյունքում արտացոլող մակերեսի բաշխման օրենքը վերածվում է ձևի.

Նկ.2.5 Ազդանշանի ամպլիտուդի բաշխման խտությունը (а) (uo/so=0 - կոր 1; uo/so=1 - կոր 2; uo/so=3 - կոր 3; uo/so=6 - կոր 4):

և արդյունավետ արտացոլող մակերեսը (b) (Se0 /Seå= 0-ում - կոր 1; Se0-ում /Seå= 1 - կոր 2; Se0 /Seå=3 - կոր 3 և Se0 /Seå = 20 - կոր 4):

դասընթացի նախագիծ

SPbGUT իմ. Բոնչ-Բրյուևիչ

Ռադիոհամակարգերի և ազդանշանների մշակման բաժին

Դասընթացի նախագիծ ըստ կարգի

«Ռադիոհամակարգեր», թեմայի շուրջ.

«Արդյունավետ ցրման տարածք»

Ավարտված:

RT-91 խմբի ուսանող

Կրոտով Ռ.Է.

Ընդունեց՝ ՌՈՍ-ի ամբիոնի պրոֆեսոր Գուրևիչ Վ.Է.

Թողարկված հարցում՝ 30.10.13

Պաշտպանության ժամկետը՝ 12/11/13

Ներածություն և այլն

Ռադարի կառուցվածքային դիագրամ

Ռադարի սխեմատիկ դիագրամ

Սարքի շահագործման տեսություն

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Արդյունավետ ցրման տարածք

(EPR; eng. Ռադարի խաչմերուկ.RCS; որոշ աղբյուրներում արդյունավետ ցրման մակերես, արդյունավետ ցրման խաչմերուկ,արդյունավետ ռեֆլեկտիվ տարածք, EOP) ռադարում - ինչ-որ ֆիկտիվ հարթ մակերևույթի տարածք, որը սովորաբար գտնվում է անկման հարթ ալիքի ուղղությամբ և հանդիսանում է իդեալական և իզոտրոպ ռադիատոր, որը, երբ տեղադրվում է նպատակակետում, ստեղծում է էներգիայի հոսքի նույն խտությունը: ռադարային կայանի ալեհավաքում որպես իրական թիրախ:

Մոնոստատիկ EPR դիագրամի օրինակ (B-26 Invader)

RCS-ը էլեկտրամագնիսական ալիքը ցրելու օբյեկտի հատկության քանակական չափումն է։ Փոխանցիչի ուղու և ռադարային ալեհավաքների CG-ի էներգետիկ ներուժի հետ մեկտեղ օբյեկտի EPR-ը ներառված է ռադարային տիրույթի հավասարման մեջ և որոշում է այն միջակայքը, որով օբյեկտը կարող է հայտնաբերվել ռադարի միջոցով. RCS-ի ավելացված արժեքը նշանակում է օբյեկտի ավելի մեծ տեսանելիություն ռադիոտեղորոշիչով, RCS-ի նվազումը դժվարացնում է այն հայտնաբերելը (գաղտագողի տեխնոլոգիա):

Կոնկրետ օբյեկտի EPR-ը կախված է նրա ձևից, չափից, նյութից, որից այն պատրաստված է, ռադարի հաղորդիչ և ընդունող դիրքերի ալեհավաքների (ներառյալ էլեկտրամագնիսական ալիքների բևեռացում) կողմնորոշումից (տեսքից), զոնդավորման ռադիոազդանշանի ալիքի երկարությունը. RCS-ը որոշվում է ցրիչի հեռավոր գոտու, ռադարի ընդունող և հաղորդող ալեհավաքների պայմաններում։

Քանի որ RCS-ը պաշտոնապես ներկայացված պարամետր է, դրա արժեքը չի համընկնում ոչ ցրիչի ընդհանուր մակերեսի արժեքի, ոչ էլ դրա խաչմերուկի արժեքի հետ (eng. Խաչաձեւ հատված) EPR-ի հաշվարկը կիրառական էլեկտրադինամիկայի խնդիրներից է, որը լուծվում է տարբեր աստիճանի մոտարկումներով վերլուծական եղանակով (միայն պարզաձև մարմինների սահմանափակ շրջանակի համար, օրինակ՝ հաղորդիչ գունդ, գլան, բարակ ուղղանկյուն թիթեղ և այլն) կամ թվային մեթոդներ. RCS-ի չափումը (վերահսկումը) իրականացվում է փորձարկման վայրերում և ռադիոհաճախականության անախոիկ խցերում՝ օգտագործելով իրական առարկաներ և դրանց մասշտաբային մոդելներ:

EPR-ն ունի տարածքի չափ և սովորաբար նշվում է քմ. կամ դԲք.մ.. Պարզ ձևի օբյեկտների համար - թեստ - EPR սովորաբար նորմալացվում է զոնդավորման ռադիոազդանշանի ալիքի երկարության քառակուսու վրա: Ընդլայնված գլանաձև օբյեկտների EPR-ը նորմալացվում է մինչև դրանց երկարությունը (գծային EPR, EPR մեկ միավորի երկարության համար): Ծավալի մեջ բաշխված օբյեկտների EPR-ը (օրինակ՝ անձրևային ամպ) նորմալացվում է ռադարի լուծման տարրի ծավալին (EPR/m3): Մակերեւութային թիրախների RCS-ը (որպես կանոն՝ երկրի մակերևույթի մի հատված) նորմալացվում է ռադարի լուծման տարրի տարածքին (EPR / քառ. Մ.): Այլ կերպ ասած, բաշխված օբյեկտների RCS-ը կախված է որոշակի ռադարի որոշակի լուծման տարրի գծային չափերից, որոնք կախված են ռադարի և օբյեկտի միջև հեռավորությունից:

EPR-ը կարող է սահմանվել հետևյալ կերպ (սահմանումը համարժեք է հոդվածի սկզբում տրված սահմանմանը).

Արդյունավետ ցրման տարածք(ներդաշնակ զոնդող ռադիոազդանշանի համար) - համարժեք իզոտրոպ աղբյուրի ռադիոարտանետման հզորության հարաբերակցությունը (դիտարկման կետում ստեղծելով նույն ռադիոհաղորդման ուժի հոսքի խտությունը, ինչ ճառագայթված ցրիչը) հզորության հոսքի խտությանը (Վտ/քմ. .) զոնդավորման ռադիոհաղորդումների ցրիչի գտնվելու վայրում:

RCS-ը կախված է ցրիչից դեպի զոնդավորման ռադիոազդանշանի աղբյուր ուղղությունից և դեպի դիտակետ ուղղությունից: Քանի որ այս ուղղությունները կարող են չհամընկնել (ընդհանուր դեպքում, զոնդավորման ազդանշանի աղբյուրը և ցրված դաշտի գրանցման կետը բաժանված են տարածության մեջ), ապա այս կերպ որոշված ​​RCS կոչվում է. բիստատիկ EPR (երկու դիրքի EPR, անգլերեն բիստատիկ RCS).

Backscatter դիագրամ(ԴՈՐ, մոնոստատիկ EPR, մեկ դիրքի EPR, անգլերեն մոնոստատիկ RCS, հետ-ցրման RCS) RCS արժեքն է, երբ ցրիչից դեպի զոնդավորման ազդանշանի աղբյուր և դեպի դիտակետ ուղղությունները համընկնում են: EPR-ը հաճախ հասկացվում է որպես դրա հատուկ դեպք՝ մոնոստատիկ EPR, այսինքն՝ DOR (EPR և DOR հասկացությունները խառնված են)՝ բիստատիկ (բազմ դիրք) ռադարների ցածր տարածվածության պատճառով (համեմատած ավանդական մոնոստատիկ ռադարների հետ, որոնք հագեցած են մեկ հաղորդիչով: ալեհավաք): Այնուամենայնիվ, պետք է տարբերակել EPR(θ, φ; θ 0, φ 0) և DOR(θ, φ) = EPR(θ, φ; θ 0 =θ, φ 0 =φ), որտեղ θ, φ ուղղությունն է: ցրված դաշտի գրանցման կետ; θ 0, φ 0 - ուղղություն դեպի զոնդավորման ալիքի աղբյուր (θ, φ, θ 0, φ 0 - գնդաձև կոորդինատային համակարգի անկյուններ, որոնց սկիզբը հավասարեցված է դիֆուզորի հետ):

Ընդհանուր դեպքում՝ ոչ ներդաշնակ ժամանակային կախվածությամբ զոնդավոր էլեկտրամագնիսական ալիքի համար (լայնաշերտ զոնդավորման ազդանշան՝ տարածություն-ժամանակ իմաստով) արդյունավետ ցրման տարածքհամարժեք իզոտրոպ աղբյուրի էներգիայի հարաբերակցությունն է էներգիայի հոսքի խտությանը (Ջ/քմ) ցրիչի տեղակայման վայրում զոնդավորվող ռադիոհաղորդման:

EPR հաշվարկ

Դիտարկենք ալիքի դիպվածի արտացոլումը իզոտրոպային անդրադարձող մակերեսի վրա, որի մակերեսը հավասար է RCS-ին: Նման թիրախից արտացոլված հզորությունը RCS-ի և ընկնող հզորության հոսքի խտության արտադրյալն է.

որտեղ է թիրախի RCS-ը, տվյալ բևեռացման ալիքի ուժի հոսքի խտությունն է թիրախի վայրում, թիրախի կողմից արտացոլված հզորությունն է:

Մյուս կողմից՝ իզոտրոպ ճառագայթվող հզորությունը

Կամ, օգտագործելով հարվածային ալիքի և արտացոլված ալիքի դաշտի ուժերը.

Ընդունիչի մուտքային հզորությունը.

,

որտեղ է ալեհավաքի արդյունավետ տարածքը:

Հնարավոր է որոշել անկման ալիքի հզորության հոսքը ճառագայթվող հզորության և ալեհավաքի ուղղորդման տեսանկյունից Դճառագայթման տվյալ ուղղության համար։

Որտեղ .

Այս կերպ,

. (9)

Էպրի ֆիզիկական իմաստը

EPR-ն ունի տարածքի չափ [ մ²], բայց երկրաչափական տարածք չէ(!), բայց էներգիայի բնութագիր է, այսինքն՝ որոշում է ստացված ազդանշանի հզորության մեծությունը։

Թիրախի RCS-ը կախված չէ արտանետվող ալիքի ինտենսիվությունից, ինչպես նաև կայանի և թիրախի միջև հեռավորությունից: Ցանկացած աճ հանգեցնում է համամասնական աճի և բանաձևում դրանց հարաբերակցությունը չի փոխվում: Ռադարի և թիրախի միջև հեռավորությունը փոխելիս հարաբերակցությունը փոխվում է հակադարձորեն, և RCS արժեքը մնում է անփոփոխ:

Ընդհանուր կետերի թիրախների EPR

• ուռուցիկ մակերես

Դաշտ ամբողջ մակերեսից Սորոշվում է ինտեգրալով Անհրաժեշտ է որոշել Ե 2 և վերաբերմունքը թիրախին տրված հեռավորության վրա ...

,

որտեղ կ- ալիքի համարը.

1) Եթե օբյեկտը փոքր է, ապա անկման ալիքի հեռավորությունը և դաշտը կարելի է համարել անփոփոխ:

2) Հեռավորությունը Ռկարելի է համարել որպես թիրախի հեռավորության և թիրախի ներսում հեռավորության գումար.

,
,

հարթ ափսե

Հարթ մակերեսը կոր ուռուցիկ մակերեսի հատուկ դեպք է։

Անկյունային ռեֆլեկտոր

Անկյունային ռեֆլեկտոր- ուղղանկյուն քառանիստի տեսքով սարք՝ փոխադարձ ուղղահայաց արտացոլող հարթություններով։ Ճառագայթումը, որը մտնում է անկյունային ռեֆլեկտոր, արտացոլվում է խիստ հակառակ ուղղությամբ:

Եռանկյունաձև

Եթե ​​օգտագործվում է եռանկյուն երեսներով անկյունային ռեֆլեկտոր, ապա EPR

հարդ

Չափերը օգտագործվում են ռադարի աշխատանքին պասիվ միջամտություն ստեղծելու համար:

Դիպոլի ռեֆլեկտորի RCS-ի արժեքը հիմնականում կախված է դիտարկման անկյունից, սակայն RCS-ը բոլոր անկյունների համար.

Չափերը օգտագործվում են օդային թիրախները և տեղանքը, ինչպես նաև պասիվ ռադարային փարոսները քողարկելու համար:

Հարդի արտացոլման հատվածը ~70° է

EPR-ն ունի տարածքի չափերը, բայց երկրաչափական տարածք չէ, այլ էներգետիկ բնութագիր է, այսինքն՝ որոշում է ստացված ազդանշանի հզորության մեծությունը։

Թիրախի RCS-ը կախված չէ արտանետվող ալիքի ինտենսիվությունից, ինչպես նաև կայանի և թիրախի միջև հեռավորությունից: ρ 1-ի ցանկացած աճ հանգեցնում է ρ 2-ի համամասնական աճի և բանաձևում դրանց հարաբերակցությունը չի փոխվում: Ռադարի և թիրախի միջև հեռավորությունը փոխելու ժամանակ ρ 2 / ρ 1 հարաբերակցությունը փոխվում է հակադարձ համեմատական ​​R-ին, և EPR արժեքը մնում է անփոփոխ:

Ընդհանուր կետերի թիրախների EPR

Կետային թիրախների մեծ մասի համար EPR-ի մասին տեղեկատվությունը կարելի է գտնել ռադիոտեղորոշիչ ձեռնարկներում:

ուռուցիկ մակերես

Ամբողջ S մակերևույթից դաշտը որոշվում է ինտեգրալով: Անհրաժեշտ է որոշել E 2-ը և հարաբերակցությունը թիրախին տրված հեռավորության վրա ...

,

որտեղ k-ն ալիքի թիվն է:

1) Եթե օբյեկտը փոքր է, ապա անկման ալիքի հեռավորությունը և դաշտը կարելի է համարել անփոփոխ: 2) R հեռավորությունը կարելի է համարել որպես թիրախ հեռավորության և թիրախի ներսում հեռավորության գումար.

,
,
,
,

հարթ ափսե

Հարթ մակերեսը կորագիծ ուռուցիկ մակերեսի հատուկ դեպք է:

Անկյունային ռեֆլեկտոր

Անկյունային ռեֆլեկտորի շահագործման սկզբունքը

Անկյունային ռեֆլեկտորը բաղկացած է երեք ուղղահայաց մակերեսից: Ի տարբերություն ափսեի, անկյունային ռեֆլեկտորը լավ արտացոլում է տալիս լայն անկյունների վրա:

Եռանկյունաձև

Եթե ​​օգտագործվում է եռանկյուն երեսներով անկյունային ռեֆլեկտոր, ապա EPR

Անկյունային ռեֆլեկտորների կիրառում

Կիրառվում են անկյունային ռեֆլեկտորներ

• որպես խաբեբաներ
• ինչպես ռադիո հակադրություն ուղենիշներ
• ուժեղ ուղղորդված ճառագայթմամբ փորձեր անցկացնելիս

հարդ

Չափերը օգտագործվում են ռադարի աշխատանքին պասիվ միջամտություն ստեղծելու համար:

Դիպոլի ռեֆլեկտորի RCS-ի արժեքը հիմնականում կախված է դիտարկման անկյունից, սակայն RCS-ը բոլոր անկյունների համար.

Չափերը օգտագործվում են օդային թիրախները և տեղանքը քողարկելու համար, ինչպես նաև պասիվ ռադարային փարոսներ:

Հարդի արտացոլման հատվածը ~70° է

Բարդ թիրախների EPR

Բարդ իրական օբյեկտների RCS-ը չափվում է հատուկ կայանքներում կամ միջակայքերում, որտեղ հասանելի են հեռավոր ճառագայթման գոտու պայմանները:

#	Թիրախային տեսակը	σ գ
1	Ավիացիա
1.1	Կործանիչ ինքնաթիռ	3-12
1.2	գաղտագողի կործանիչ	0,3-0,4
1.3	ճակատային ռմբակոծիչ	7-10
1.4	Ծանր ռմբակոծիչ	13-20
1.4.1	B-52 ռմբակոծիչ	100
1.4	Տրանսպորտային ինքնաթիռ	40-70
2	նավերը
2.1	Սուզանավը մակերեսի վրա	30-150
2.2	Մակերեւույթի վրա սուզանավ կտրելը	1-2
2.3	փոքր արհեստ	50-200
2.4	միջին նավեր	²
2.5	մեծ նավեր	> 10²
2.6	Հածանավ	~12 000 14 000
3	Ցամաքային թիրախներ
3.1	Ավտոմեքենա	3-10
3.2	Տանկ T-90	29
4	Զինամթերք
4.1	ALSM թեւավոր հրթիռ	0,07-0,8
4.2	Օպերատիվ-մարտավարական հրթիռի մարտագլխիկ	0,15-1,6
4.3	բալիստիկ հրթիռի մարտագլխիկ	0,03-0,05
5	Այլ նպատակներ
5.1	Մարդ	0,8-1
6	Թռչուններ
6.1	Ռուկ	0,0048
6.2	համր կարապ	0,0228
6.3	Կորմորան	0,0092
6.4	կարմիր օդապարիկ	0,0248
6.5	մալյարդի	0,0214
6.6	Մոխրագույն սագ	0,0225
6.7	Հուդի	0,0047
6.8	դաշտային ճնճղուկ	0,0008
6.9	սովորական աստղային	0,0023
6.10	սեւագլուխ ճայ	0,0052
6.11	Սպիտակ արագիլ	0,0287
6.12	Լապինգ	0,0054
6.13	Հնդկահավի անգղ	0,025
6.14	ռոք աղավնի	0,01
6.15	տնային ճնճղուկ	0,0008