Большинство характеристик рассеяния сложных радиолокационных целей получают путем измерения их на полигонах или в безэховых камерах.
В книге излагаются методы измерений, приводятся измерительные установки для определения характеристик радиолокационных целей, а также даны различные виды моделирования на СВЧ, когерентных световых волнах и' ультразвуке. Большое внимание уделяется анализу погрешностей измерений. Рассматриваются новые методы измерений, например установка с широкополосными сигналами, применение открытых резонаторов и т. д.
Книга рассчитана на радиоинженеров, научных работников, рад'иофизиков и студентов вузов, специализирующихся в области распространения радиоволн, радиолокации и радио-измерений.
1 О _- *-
J2 табл., 164 рис., бибд. 75 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Широкое изучение дифракции и рассеяния радиоволн стало необходимым из-за развития новых отраслей техники— радиолокации, радиоастрономии и др. Разработка новой техники и надежная эксплуатация радиолокационных установок требуют знания особенностей рассеяния радиоволн различными радиолокационными целями. Необходимая информация становится все более обшивной и не может быть получена без применения новых методов теоретического и экспериментального изучения. Методы расчета дифракции и рассеяния радиоволн были существенно развиты за последние годы. Необходимые сведения для металлических тел простой формы (шар, диск, цилиндр) могут быть получены путем теоретических расчетов [В. 1, В. 2, В. 3].
Для тел сложной формы, которыми является большинство реальных радиолокационных целей, не существует достаточно точных методов расчета и для них информация о рассеивающих свойствах может быть получена только путем измерений. Поэтому наряду с развитием теории имеет место и широкое экспериментальное изучение рассеяния и дифракции радиоволн, которое привело к разработке новых методов измерений и к созданию современных измерительных установок.
Техническое использование рассеянных радиоволн, естественно, отразилось на выборе величин, подлежащих измерениям. Измерение распределения амплитуды^ фазы электромагнитного поля на поверхности или в объеме производится относительно редко. Более удобно характеризовать рассеивдющие свойства радиолокационной цели эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) или элементами матрицы рассеяния. Эти величины однозначно характеризуют радиолокационные цели, если расстояние до них настолько велико, что волны, падающие на.цель, и волны у приемной антенны можно счи-
тать плоскими.
Первые попытки экспериментального определения ра-дислокационных характеристик самолетов делались при реальных полетах. При этом фиксировались так называемые динамические диаграммы рассеяния, т. е. изме-| нение рассеивающих свойств цели при изменении ее по-*|
Оглавление
в Введение ^. J ....... ;.. •„-,.-....... 3
t Литература.............. 5
Глава 1. Дифракция и рассеяние радиоволн..... 6
1.1. Физические явления при дифракции и рассеянии ра-
' диоволн........... . ' . 6
1.2. Физические явления при интерференции радиоволн . 9
1.3. Эффективная площадь рассеяния (ЭПР) и диаграммы ЭПР............. 11
1.4. Матрица рассеяния.......... 14
1.5. Диаграммы рассеяния......... 17
1.6. Применение диаграмм рассеяния ..:... 20
1.7. Измерение фаз........... 22
Литература.............. 23
Глава 2. Применение моделирования при измерениях рассеянных волн............. 24
2.1. Общие замечания..........24
2.2. Электродинамическое моделирование.....29
2.3. Моделирование с использованием волн оптического
диапазона.........' . . . 36
Измерение средних значений ЭПР с применением некогерентных колебаний.......... 37
Моделирование с применением источников когерентного' излучения в оптическом диапазоне волн (лазеров)..............40
Литература..............55
Глава 3. Методы формирования квазиплоских полей . .57
3.1. Типы полей, используемых при измерениях ... 57
3.2. Исследование полей, применяемых в измерительных
установках............ . 62
Диаграмма ЭПР ленты при падении на нее волны
с. постоянной фазой и периодически изменяющейся
амплитудой............. 64
Диаграмма ЭПР ленты при падении на нее волны с постоянной амплитудой и периодически изменяющейся фазой.........' . . 69
Метод разложения диаграмм ЭПР на «моменты» 73 Диаграмма ЭПР ленты при падении на нее волны со случайным распределением фазы......79
3.3. Измерение диаграммы ЭПР в дальней зоне излучающей антенны............83
Погрешность измерения одномерного рассеивателя . 83 Погрешности измерения двумерных (плоских) рас-сеивателей в зависимости от расстояния . . . 86
3.4. Измерение диаграмм ЭПР в промежуточной зоне антенны . ...........91
231
3.5. Измерение диаграмм ЭПР с помощью коллиматор-
ных устройств........... 93
Влияние краев коллиматора ....... 93
Оптимальные размеры коллиматора при заданной
точности изготовления ........ 97
3.6. Измерение амплитуд и фаз полей и испытание коллиматоров ............. 101
Исследование поля падающей волны .... 101 Исследование поля рассеянных волн с помощью
пассивного отражающего ^зонда ... . . . 106
Литература........., . * , 107
Глава 4.. Методы подавления паразитных рассеяний и без-
эховые камеры............ 109
4.1. Источники паразитных рассеяний при лабораторных измерениях............ 109
4.2. Радиопоглощающие материалы (РПМ) для безэховых камер............. 111
4.3. Принципы устройства безэховых камер..... 115
4.4. Расчет безэховых камер........ 123
Расчет камер с постоянным поперечным сечением . . 124 Расчет размеров сечения продольного гофра . . .127
Расчет камер с переменным поперечным сечением . 128
4.5. Методы испытаний безэховых камер..... 129
4.6. Опоры для измеряемых объектов...... 138
Литература................ 143
Глава 5. Установки для измерения рассеянных полей . . 144
5.1. Классификация установок и методов измерений . . 144
5.2. Расчет энергетического потенциала и динамического диапазона измерительных установок ..... 145
5.3. Измерительная установка с непрерывным излучением 148
5.4. Измерительные установки' с частотной модуляцией (ЧМ).............. 160
5.5. Измерительная установка с использованием эффекта Допплёра........... 163
5.6. Импульсные измерительные установки..... 166
5.7. Методы измерений при большом разрешении . . . 175
5.8. Установка для измерения элементов матрицы рассеяния.............. 178
5.9. Основные параметры измерительных установок . . 186
Литература .............. 186
Глава 6. Погрешности измерений........ 188
6.1. Классификация погрешностей измерений . . . . 188
6.2. Оценка частных погрешностей измерения . . . . 190
6.3. Суммирование частных погрешностей..... 199
6.4. Экспериментальные методы аттестации эталонных рассеивателей............. 200
6.5. Испытания измерительных установок..... 203
6.6. Эталонные рассеиватели для калибровки радиолокационных станций .......... 204
Литература.............. 213
Заключение.............. 214
Приложения .......'....... 216
Предметный указатель............ 229
Цена: 150руб.
