Авиация Эффективная площадь рассеяния - Физический смысл ЭПР

22 января 2011

Оглавление:
1. Эффективная площадь рассеяния
2. Физический смысл ЭПР
3. ЭПР сосредоточенной цели
4. Определение ЭПР распределённых целей

ЭПР имеет размерность площади, но не является геометрической площадью, а является энергетической характеристикой, то есть определяет величину мощности принимаемого сигнала.

$\sigma = 10\lg\frac{\sigma}{\sigma_0}$

Аналитически ЭПР можно рассчитать только для простых целей. Для сложных целей ЭПР измеряется практически на специализированных полигонах, или в безэховых камерах.

ЭПР цели не зависит ни от интенсивности излучаемой волны, ни от расстояния между станцией и целью. Любое увеличение ρ₁ ведёт к пропорциональному увеличению ρ₂ и их отношение в формуле не изменяется. При изменении расстояния между РЛС и целью отношение ρ₂ / ρ₁ меняется обратно пропорционально R и величина ЭПР при этом остается неизменной.

ЭПР распространённых точечных целей

Для большинства точечных целей сведения о ЭПР можно найти в справочниках по радиолокации

Выпуклой поверхности

Поле от всей поверхности S определяется интегралом $\int\limits_S ... \,dS$ Необходимо определить E₂ и отношение $\frac{E_2^2}{E_1^2}$ при заданом расстоянии до цели…

$\sigma = 4\pi R^2\left |\frac{E_2^2}{E_1^2}\right |$

$E_2 = \frac{1}{\lambda}\int\limits_S \frac{E_1}{R}\exp\cos\theta\,dS$ ,

где k — волновое число.

1) Если объект небольших размеров, то $~R,E_1\approx const$ — расстояние и поле падающей волны можно считать неизменными. 2) Расстояние R можно рассматривать как сумму расстояния до цели и расстояния в пределах цели:

$~R = R_0 + r$

$~R_0$ — расстояние от РЛС до объекта
$~r$ — местное расстояние

Тогда:

$E_2 = \frac{E_1}{\lambda R}\exp\int\limits_S \frac{E_1}{R}\exp\cos\theta\,dS$ ,
$\frac{E_2}{E_1} = \frac{1}{\lambda R}e^{-j2kR}\int\limits_S \frac{E_1}{R}e^{-j2kr}\cos\theta\,dS$ ,
$\left \|\frac{E_2}{E_1}\right \| = \left \|\frac{1}{\lambda R}\left\int\limits_S \frac{E_1}{R}e^{}\cos\theta\,dS\right \| = \frac{1}{\lambda R}\left \|\int\limits_S \frac{E_1}{R}e^\cos\theta\,dS\right \|$ ,
$\sigma = \frac{4\pi}{\lambda^2}\left \|\int\limits_S e^{-j2\frac{2\pi}{\lambda}r}\cos\theta\,dS\right \|^2$ ,

Плоской пластины

Плоская поверхность — частный случай криволинейной выпуклой поверхности.

$\sigma = \frac{4\pi}{\lambda^2}S^2$

Если плоскость с площадью 1 м², а длина волны 10 см, то

$\sigma = \frac{4\pi\approx 12}{10^-2}\approx 1200$

Шара

Для шара 1-ой зоной Френеля будет зона, ограниченная экватором.

$~\sigma = \pi r^2$

Уголкового отражателя

Принцип действия уголкового отражателя

Уголковый отражатель представляет собой три перпендикулярно расположенных поверхности. В отличие от пластины уголковый отражатель даёт хорошее отражение в широком диапазоне углов.

Треугольный

Если используется уголковый отражатель с треугольными гранями, то ЭПР

$\sigma = \frac{4\pi}{3\lambda^2}a^4$ ,

где a — размер ребра.

Четырёхугольный

Если уголковый отражатель составлен из граней четырёхугольной формы, то ЭПР

$\sigma = \frac{4\pi}{\lambda^2}$ ,

Применение уголковых отражателей

Уголковые отражатели применяются

в качестве ложных целей
как радио-контрастные ориентиры
при проведении экспериментов сильного направленного излучения

Дипольного отражателя

Дипольные отражатели используются для создания пассивных помех работе РЛС.

Величина ЭПР дипольного отражателя зависит в общем случае от ракурса наблюдения, однако, ЭПР по всем ракурсам:

$~\sigma = 0,17\lambda^2$

Дипольные отражатели используются для маскировки воздушных целей и рельефа местности, а также как пассивные радиолокациионные маяки.

Сектор отражения дипольного отражателя составляет ~70°

ЭПР сложных целей

ЭПР сложных реальных объектов измеряются на специальных установках, или полигонах, где достижимы условия дальней зоны облучения.

#	Тип цели	σ_ц
1	Авиация
1.1	Самолёт истребитель	3-12
1.2	Малозаметный истребитель	0,3-0,4
1.3	Фронтовой бомбардировщик	7-10
1.4	Тяжёлый бомбардировщик	13-20
1.4.1	Бомбардировщик В-52	100
1.4	Транспортный самолёт	40-70
2	Суда
2.1	Подводная лодка в надводном положении	30-150
2.2	Рубка подводной лодки в надводном положении	1-2
2.3	Малые суда	50-200
2.4	Средние корабли	²
2.5	Большие корабли	> 10²
2.6	Крейсер	~12 000 — 14 000
3	Наземные цели
3.1	Автомобиль	3-10
3.2	Танк Т-90	29
4	Боеприпасы
4.1	Крылатая ракета ALСM	0,07-0,8
4.2	Головная часть оперативно-тактической ракеты	0,15-1,6
4.3	Боеголовка баллистической ракеты	0,03-0,05
5	Прочие цели
5.1	Человек	0,8-1
6	Птицы
6.1	Грач	0,0048
6.2	Лебедь-шипун	0,0228
6.3	Большой баклан	0,0092
6.4	Красный коршун	0,0248
6.5	Кряква	0,0214
6.6	Серый гусь	0,0225
6.7	Серая ворона	0,0047
6.8	Полевой воробей	0,0008
6.9	Обыкновенный скворец	0,0023
6.10	Озёрная чайка	0,0052
6.11	Белый аист	0,0287
6.12	Чибис	0,0054
6.13	Гриф-индейка	0,025
6.14	Сизый голубь	0,01
6.15	Домовый воробей	0,0008

<<< Эшелон (авиация)

Авиация по странам
Авиамоделизм
Авиапочта
Авиасалоны
Авиасимуляторы
Авиационная инфраструктура

Авиационная медицина
Авиационная метеорология
Авиационно-космические системы
Авиационные документы
Авиационные научные учреждения
Авиационные происшествия

Авиационные профессии
Авиационные работы
Авиационные СМИ
Авиационные термины
Авиационные учебные заведения
Авиационный спорт

Вся авиация