устройство для измерения эффективной площади рассеяния радиолокационных объектов

Формула изобретения

Устройство для измерения эффективной площадки рассеяния радиолокационных объектов, содержащее передающий и приемный блоки, регистратор, поворотный стенд с узлом крепления, служащим для установки линейной эквидистантной решетки из одинаковых и одинакового ориентированных объектов и ориентированной так, что ее нормаль, нормаль передающего и приемного блоков лежит вв одной плоскости, отличающееся тем, что расстояние между объектами d в решетке из N объектов выбирается в интервале 0,8 - 1,0 из условия максимизации значения D коэффициента направленного действия решетки



где i номер отдельного объекта;

l длина волны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения эффективной площади рассеяния (ЭПР) различных радиолокационных объектов, имеющих небольшие размеры (L,), (L-размер объекта; - длина волны).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство измерения ЭПР радиолокационных объектов, основанное на облучении линейной эквидистантной решетки, составленной из одинаковых и одинаково ориентированных объектов, и приеме рассеянного на ней сигнала, по которому судят об ЭПР отдельного объекта [1]

Существенным недостатком данного устройства является выбор шага решетки d из условия синфазного суммирования членов 1-го порядка разложения полей отдельных объектов решетки без строгого учета интерференции полей этих объектов, что справедливо при d, но приводит к существенным ошибкам на практике, когда расстояние между объектами d=0,5...1,5.

Поясним данное положение. Из определения коэффициента направленного действия (КНД) линейной эквидистантной решетки (ЛЭР) [2]

D P_max/P_ср,

где P_max потенциально возможный максимум мощности сигнала, рассеянного решеткой;

P_ср среднее значение мощности сигнала при изотропном рассеянии.

Для ЛЭР можно записать

D=_p/N_i, где

_p максимальное значение ЭПР ЛЭР;

_i значение ЭПР отдельного 1-го объекта решетки;

N количество объектов в ЛЭР;

Отсюда следует, что _p=DN.

При синфазном сложении сигналов от всех объектов полагают D N и _p=N².

Однако при значениях d=0,5...1,5 КНД ЛЭР, как следует из теории антенн [3] может быть как меньше, так и больше значения N. Более того при выборе оптимального значения d в диапазоне 0,8...1,0 в зависимости от величины N можно достичь значения КНД решетки, равного 2N, а следовательно, и _p=2N².

Цель изобретения повышение точности измерений.

Для этого в устройстве измерения ЭПР радиолокационных объектов, основанном на облучении линейной эквидистантной решетки, составленной из одинаковых объектов, и приеме рассеянного на ней сигнала, по которому судят об ЭПР отдельного объекта, шаг решетки выбирают в диапазоне 0,8...1,0 так, чтобы достигался максимально возможный для данного числа объектов N КНД согласно выражению



Сущность изобретения в следующем.

Следуя [3] будем искать КНД в направлении максимума диаграммы обратного отражения (ДОО) ЛЭР, считая, что амплитуды токов в отдельных объектах определяются произвольными коэффициентами A_n. В этом случае в направлении максимума ДОО ЛЭР напряженность электрического поля будет пропорциональна Среднее значение квадрата напряженности электрического поля в других направлениях пропорционально квадрату множителя решетки. Тогда для КНД, опуская промежуточные вычисления, получим



где k=2/; l--длина волны.

Максимальное значение D достигается, если все A_m равны между собой. Это легко проверяется при d=0,5, когда КНД определяется только значениями A_n. В случае уравнение

сводится к системе уравнений

или

где m 1,2. N

Тогда (1) перепишется в виде



На фиг. 1 приведены зависимости КНД от расстояния между объектами при различных значениях N. Видно, что КНД достигает максимального значения в интервале 0,8...1,0, в зависимости от N. Увеличение расстояния между объектами решетки приводит к периодическому изменению величины КНД, которая при увеличении d/ сходится к N.

На фиг. 2 приведены зависимости от N отношения d/,, при которых достигается максимальное значение КНД D_max(N), а также самого максимального значения d_max(N). Приведенные графики показывают, что с ростом N оптимальное отношение d/ увеличивается от а D_max(N) при этих d/ до 2N, причем практически не изменяется при N > 100.

Заметим также, что относительная ошибка измерения ЭПР ЛЭР из N объектов в данном случае зависит от d/ как

d=1-D(d/,N)/D_max(N), где

D(d/,N) определяется выражением (2), а D_max(N)-максимально возможное значение КНД для данного N.

На фиг. 3 представлена схема устройства, которое реализует предложенное техническое решение. Оно содержит передающий блок 1, приемный блок 2, регистратор 3, опорно-поворотный блок 4 с закрепленной на нем линейной эквидистантной решеткой из радиолокационных объектов 5, расположенных с заданным шагом d. Линейная решетка вращается в горизонтальной плоскости вокруг малой оси. Излучаемые передающим блоком 1 радиоволны рассеиваются на решетке и через приемный блок 2 регистрируются регистратором 3.

Данное устройство было исследовано на открытом измерительном полигоне. По результатам исследований можно сделать вывод, что предложенное устройство повышает точность измерения малых величин ЭПР до 50%

Преимуществом предлагаемого устройства является простота его реализации путем незначительной модернизации известного устройства.