Тороид. Производство электротехнической продукции
(49831) 4-66-21
(925) 790-73-23
toroid2011@mail.ru

Главная Продукция и услуги Статьи Полезная информация Сертификаты Награды Отзывы Контакты

Продукция и услуги

Штагер Е. А.
Рассеяние радиоволн на телах сложной формы

МОСКВА
РАДИО И СВЯЗЬ
1986

Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, проф. Ю. А. КРАВЦОВ, д-р техн. иаук, проф. А. 3. ФРАДИН

Штагер Е. А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. Москва: Радио и связь, 1986.

Изложены методы расчета вероятностных характеристик поля, отраженного от тел сложной формы, случайным образом изменяющих свою ориентацию. В основу методов положены эвристические модели процессов отражения волн от тел сложной формы, находящихся в свободном пространстве или вблизи статистически шероховатой поверхности. Получены формулы для расчета основных вероятностных характеристик отражаемого поля при простых и сложных зондирующих сигналах в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах радиоволн.

Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области радиолокации и радиофизики.

Издательство «Радио и связь», 1986

Содержание книги
Рассеяние радиоволн на телах сложной формы

Предисловие

Глава 1. Вероятностные характеристики отраженного поля
1.1. Систематизация характеристик
1.2. Характеристики поля, отраженного от объекта как от точечного отражателя
1.3. Характеристики поля, отраженного от протяженных объектов
1.4. Пространственные характеристики отраженного поля
1.5. Поляризационные характеристики отраженного поля

Глава 2. Вероятностные характеристики эффективной площади рассеяния тел простой формы
2.1. Средняя эффективная площадь рассеяния
2.2. Моменты функции распределения
2.3. Функция распределения
2.4. Критерии выбора расстояния до рассеивающего тела

Глава 3. Модель локальных источников
3.1. Модель вместо закона
3.2. Физические предпосылки модели локальных источников
3.3. Пространственная и временная когерентность локальных источников
3.4. Матрица когерентности локальных источников, расположенных вблизи статистически шероховатой поверхности

Глава 4. Суммирование полей когерентных источников в условиях неопределенности фазовых соотношений между ними
4.1. Трудности определения фазовых соотношений между полями когерентных источников
4.2. Способ объединения полей когерентных источников
4.3. Учет эффектов переотражения волн
4.4. Учет поляризационных эффектов

Глава 5. Вероятностные характеристики эффективной площади рассеяния объектов с участками локального отражения
5.1. Средняя эффективная площадь рассеяния
5.2. Дисперсия эффективной площади рассеяния
5.3. Функция распределения
5.4. Функция корреляции
5.5. Интервал корреляции
5.6. Спектральная плотность

Глава 6. Рассеяние частотно-модулированных сигналов
6.1. Постановка задачи
6.2. Среднее значение и дисперсия флуктуации отраженного ЧМ сигнала
6.3. Функция распределения
6.4. Частотный интервал когерентности

Глава 7. Флуктуации нормали к фазовому фронту отраженной волны
7.1. Приближение Делано
7.2. Мгновенный центр отражения
7.3. Распределение флуктуации плотности потока мощности отраженного поля
7.4. Пеленгация многоэлементных источников

Глава 8. Рассеяние волн как линейная фильтрация сигналов
8.1. Функция неопределенности и ее свойства
8.2. Обобщенная функция неопределенности
8.3. Принцип неопределенности в случае локации протяженных тел
8.4. Функции рассеяния протяженных объектов
8.5. Зависимость разрешающей способности измерительной системы от характеристик рассеяния объекта
8.6. Синтезирование апертуры по протяженному объекту

Глава 9. Измерение вероятностных характеристик отраженного поля
9.1. Особенности измерений в реальных н полигонных условиях
9.2. Физическое моделирование процессов рассеяния волн телами сложной формы
9.3. Особенности измерений внутриимпульсных характеристик поля, отраженного от протяженных объектов
9.4. Функции ослабления

Заключение
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проектирование и оценка эффективности современных радиолокационных систем невозможны без априорного знания характеристик рассеяния наблюдаемых объектов. Среди различных методов определения характеристик рассеяния существенными преимуществами (оперативность, экономичность) обладают приближенные методы расчета. Эти методы рассмотрены в монографии автора и Е. В. Чаевского [9]. Однако за прошедшие 12 лет они получили дальнейшее развитие, не нашедшее отражения в отечественных изданиях. Созданы радиолокационные системы, основанные на новых принципах излучения и приема сигналов (РЛС с временным сжатием сигналов, РЛС бокового обзора и др.). В связи с этим возникла потребность в новых методах расчета поля, рассеянного от объектов при их радиолокации такого рода системами. Возросло (на порядок) число используемых характеристик рассеяния, что потребовало их систематизации. Все эти вопросы нашли отражение в настоящем издании.

Дается систематическое изложение методов расчета вероятностных характеристик случайного поля СВЧ диапазона, отраженного от тел и объектов сложной формы. Случайный характер поля здесь является определяющим. Этим данная книга отличается от книг по теории дифракции и рассеянию волн, в которых задача по определению поля решается в классе детерминированных функций. Изложение материала книги ведется в терминах теории статистической радиофизики и использованием ее основных положений [1 — 8]. Рассматриваемые методы расчета базируются на свойстве локального отражения волн СВЧ диапазона от объектов сложной формы. Рассеянное такими объектами поле представляется суммой полей эквивалентной совокупности локальных частично когерентных источников. Использование частично когерентных источников отвечает реальным ситуациям и является более общим случаем, поскольку результаты, полученные в предположении полностью когерентных [9] и полностью некогерентных [10—16] источников, оказываются частными случаями общего рассмотрения.

Разнообразие современных локационных систем, способов регистрации и обработки принимаемых сигналов привело к появлению множества характеристик отраженного поля, с систематизации которых начинается книга. Весь массив характеристик, используемых на практике, разделен на несколько больших групп; в основу разделения положены физические особенности их формирования в каждой группе. Для всех характеристик приведены аналитические выражения и проанализированы их взаимосвязи (гл. ]).

Конкретные результаты расчетов вероятностных характеристик получены для колеблющихся тел простой формы (гл. 2). Показано, что случайное поле, отраженное от колеблющихся тел, приобретает некоторые новые свойства: аддитивность средних интенсивностей поля, отраженного от отдельных частей плоских и цилиндрических поверхностей, и сокращение расстояния до дальней зоны при измерении средней эффективной площади рассеяния таких тел.

Интересное явление — локальный характер отражения волн от объектов сложной формы — рассматривается на основе экспериментальных исследований с высоким разрешением по двум координатам (гл. 3). При отражении волн СВЧ диапазона от объекта сложной формы на его поверхности возникают участки интенсивного отражения. Занимаемая ими площадь на поверхности объекта невелика, что позволяет рассматривать их как источники локального отражения. На этом основании сформулированы основные положения физической модели рассеяния волн от объектов сложной формы — модели локальных источников (гл. 4). Центральное место в модели локальных когерентных источников занимает проблема суммирования полей в условиях неопределенности фазовых соотношений между ними. Неопределенность понимается в том смысле, что нам неизвестны с необходимой точностью разности фаз между суммируемыми полями.

Однако если поля локальных источников колеблющегося объекта многократно складываются и вычитаются, то результат суммирования слабо зависит от точности определения фазовых соотношений между ними. На этом свойстве основано суммирование полей когерентных источников, когда фазовые соотношения между ними определяются с большой погрешностью. Получены аналитические выражения для вероятностных характеристик эффективной площади рассеяния (гл. 5), характеристик частотно-модулированных сигналов, отраженных от объектов с участками локального отражения (гл. 6). В том и другом случае расчетные формулы справедливы для широкого класса функций распределения амплитуд суммарного отраженного поля. Рассмотрение пеленгационных характеристик (гл. 7) служит необходимым дополнением раздела вероятностных характеристик поля, отраженного от объектов сложной формы.

Значительное внимание уделено перспективному направлению анализа процесса рассеяния волн методами линейной фильтрации сигналов (гл. 8). Рассмотрены импульсные и частотные переходные функции рассеяния, а также обобщенная функция неопределенности. Показано, что случайные возмущения отраженного поля приводят к потерям разрешающей способности систем- с временным или пространственным сжатием принимаемого сигнала. Последний раздел книги содержит необходимые сведения об особенностях измерений вероятностных характеристик поля, отраженного от колеблющихся объектов.

Скачать книгу "Рассеяние радиоволн на телах сложной формы". Москва. Издательство "Радиo и связь", 1986

143502 МО, г.Истра-2, ул. Заводская, 43А. Тел. (49631) 4-66-21. E-mail: toroid2011@mail.ru