理论教育 求解目标雷达截面积的方法和特性

求解目标雷达截面积的方法和特性

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:目标雷达截面积可以用理论计算方法和实际测试方法求出。在光学区,目标的有效散射面积和引信工作波长、目标的几何形状、极化方向及入射角等有关。复杂目标的雷达截面积主要用实测的方法求出,包括实物测量和模拟测量两种方式。一般来说,无线电引信测得的目标雷达截面积和一般雷达测得的目标雷达截面积有许多不同之处。

求解目标雷达截面积的方法和特性

目标雷达截面积可以用理论计算方法和实际测试方法求出。理论计算方法特别适用于形状简单而有规则的目标,对形状复杂的目标也可以计算。其基本思路是将目标分成若干个典型形状的单元,用电磁绕射和散射理论计算每个单元的散射面积,再将各计算单元不同的散射面积合成为总的散射面积。

常用的规则形状的典型形体及其散射面积的计算公式介绍如下。

在一般情况下目标的几何尺寸都大于引信的工作波长,故只讨论光学区。在光学区,目标的有效散射面积和引信工作波长、目标的几何形状、极化方向及入射角等有关。

(1)半径为a的金属球的有效散射面积为

(2)任意形状、面积为A的大平板,在入射角为零(与平面法向重合)时的有效散射面积为

式中,λ为电磁波波长。

(3)半径为a的圆板,在入射角(与法线的夹角)为θ时的有效散射面积为

式中,img为一阶贝塞尔函数。

(4)如图2-11所示,锥体半角α的无限圆锥,在入射角与轴向夹角为θ时的有效散射面积为

当θ=0时

(5)底半径为a、锥体半角为α的截锥,在入射线与母线垂直(图2-12)时的有效散射面积为

图2-11 无限圆锥反射体

图2-12 截锥反射体

(6)顶部曲率半径为a的抛物体,在入射线为轴向顶视时的有效散射面积为(www.daowen.com)

(7)半径为a、高为h的圆柱体,在入射线与轴垂直线的夹角为θ时的有效散射面积为

式中,img为相位常数。在θ→0时

(8)半长轴为a、半短轴为b的椭球,在轴向入射时有效散射面积为

尺寸大的复杂反射体,如飞机等,常常根据相似形状将其分解成若干个规则形状的独立反射体单元。这些单元反射体的尺寸与波长比仍处于光学区,各部分没有相互作用。在这样的条件下,总的有效散射面积就是各部分散射面积的向量和:

式中,n为划分的单元数;σk为第k个散射单元的散射面积;dk为第k散射单元与引信接收天线间的距离。

复杂目标的雷达截面积主要用实测的方法求出,包括实物测量和模拟测量两种方式。

实物测量,如绕飞法,比较接近真实情况,但试验时要花费大量的人力和物力,试验的次数不能太多,试验条件比较特定,难以获得大量数据。

模拟测量可以在实验室内进行,可以随意模拟各种交会条件进行精确测量,必要时可以多次重复,能测出大量数据,又经济又实惠。

一般来说,无线电引信测得的目标雷达截面积和一般雷达测得的目标雷达截面积有许多不同之处。这是由于无线电引信的下述工作特点决定的:

(1)由于无线电引信接收机收到的信号是大小不等的反射面逐次作用的结果,故当目标越过无线电引信天线方向图时,观测角不断改变,变化范围显然等于方向图的宽度。

(2)当脱靶量较小时,一旦目标进入引信天线方向图范围内,这时的弹目交会距离可能和引信工作波长处于同一数量级,此时天线的尺寸和形状将起作用,目标的各部分出现在辐射源和接收天线的不同距离上。

(3)当引信天线方向图很窄时,将出现局部照射现象。所谓局部照射是指引信天线波束没能覆盖目标的全体,而只覆盖局部。如果收发天线是公用的或虽然分开设置但相距很近,通常认为同一部分目标表面被收发天线方向图照射情况相同。当收发天线分开设置,而且有一定距离,天线方向图又很窄时,目标被发射天线方向图照射的部分也可能与接收天线主瓣最大值方向不重合。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈