Способ измерения эффективной площади рассеяния вперед объектов цилиндрической формы Советский патент 1981 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к технике радиолокационных измерений и может быть использовано для определения эффективной площади рассеяния (ЭПР) вперед в зеркальном направлении цилиндров с переменным радиусом кривизны.

Известен способ определения ЭПР вперед объектов, основанный на облучении его электромагнитным полем, приеме и измерении отраженного поля, при котором облучение к прием отраженного поля производят с помощью двух разнесенных на определенное расстояние антенн 1.

Наличие двух антенн усложня&т устройство, реализующее способ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является способ определения эффективной площади рассеяния вперед, основанный на облучении объекта электромагнитным полем, приеме и измерении отраженного поля с помощью двух разнесенных в пространстве передающей и приемной антенн, причем приемную антенну располагают в плоскости падения волны 2.

Недостатками этого способа являются низкая точность и необходимость использования двух разнесенных в пространстве антенн - передающей и приемной - при условии удовлетворения требования располагать

приемную антенну точно под углом, равным углу падения волны. Для выпуклых цилиндров с произвольным профилем последнее условие трудно обеспечить с высокой точностью, а даже небольщое несоблюдение равенства углов падения и отражения при ориентации передающей и приемной антенн приводит к большой ошибке измерения ЭПР вперед, особенно при острых диаграммах

10 направленности антенн.

Цель изобретения - повыщение точности при упрощении измерительной аппаратуры за счет использования одной (приемно-передающей) антенны.

15 Для достижения этой цели при измерении эффективной площади рассеяния вперед объектов цилиндрической формы способом, основанным на облучении объекта электромагнитным поле.м, приеме и из.мерении рассеянного поля, измеряют поле, рассеянное назад гофрированной металлизированной

гофра

периодом

и высотой

пленкой с

менее 0,, где А. - длина рабочей волны, расположенной на плоскости, нормаль к которой образует с направлением распространения облучающего электромагнитного поля угол, равный углу, под которым определяют площадь рассеяния, также измеряют поле, рассеянное назад той же пленкой, но расположенной на исследуемом объекте, и по отношению полученных величин судят об эффективной плоилади рассеяния объекта вперед.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего предложенный способ.

Устройство содержит передатчик 1, соединенный через антенный переключатель 2 с приемно-передающей антенной 3; приемник 4, подключенный входом к переключателю 2, а выходом - к индикатору 5.

Работает устройство следующим образом.

Импульсы высокочастотной электромагнитной энергии, генерируемые передатчиком 1, через антенный переключатель 2 поступают в приемно-передающую антенну 3, которая облучает цилиндр 6, покрытый волнистой пленкой 7. Эта же антенна принимает электромагнитное поле, отраженное назад от гофр пленки, и антенный переключатель 2 в паузах между зондирующими им пульсами подает отраженную электромагнитную энергию в приемник 4 и далее на индикатор 5, показания которого пропорциональны интенсивности принятого сигнала.

Возможность определения ЭПР вперед в зеркальном направлении цилиндра произвольного профиля для падающего поля перпендикулярной поляризации (вектор Е перпендикулярен плоскости падения) по полю, отраженному назад, на источник, от цилиндра, покрытого волнистой пленкой с резонансными гофрами, основана на том факте, что поля эти пропорциональны.

Относительное значение ЭПР вперед в зеркальном направлении для данного угла падения получают как отнощение поля, отраженного назад от цилиндрического тела, покрытого волнистой пленкой заданной площади, к полю, отраженному назад от этой же пленки, расположенной на плоскости, или:

где Т) - относительное значение ЭПР вперед в зеркальном направлении; О - ЭПР назад цилиндра, покрытого

волнистой пленкой;

Og - ЭПР назад волнистой пленки, расположенной на плоскости; а,. Од - измеряемые величины. Для получения абсолютных значений ЭПР вперед в зеркально.м направлении цилиндра произвольного профиля необходимо откалибровать щкалу индикатора 7 по результатам измерений на круговых цилиндрах различных радиусов, ЭПР вперед в зеркальном направлении которых известны из расчета.

Размеры тел цилиндрической формы, для которых справедлив предлагаемый способ, должны быть не меньще 3-4 К, а минимальный радиус кривизны цилиндра должен быть не меньше 1,5Я.

Выполнение этих условий обеспечит погрешность измерений, не превосходящую 10-15%.

Формула, связывающая минимальный, радиус кривизны с углом ф падения радиоволны и ее длиной, имеет вид:

л .

R.

sin ф

Преимущества предложенного способа по сравнению с известными состоят в том, что с его помощью измерять ЭПР вперед в зеркальном направлении цилиндров произвольного профиля возможно на однопозиционной радиолокационной установке, а не на двухпозиционной. При этом исключаются использование отдельной приемной антенны и трудоемкая операция точной ориентации приемной антенны на цель под углом, равным углу падения, т. е. достигается упрощение процесса измерений.

Кроме того, исключение операции ориентирования приемной антенны на цель под углом, равным углу падения, исключает и основную погрещность измерения, особенно при острых диаграммах направленности антенн.

Формула изобретения

Способ измерения эффективной площади рассеяния вперед объектов цилиндрической формы, основанный на облучении объекта

электромагнитным полем, приеме и измерении рассеянного поля, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности при упрощении измерительной аппаратуры путем использования одной (приемопередающей) антенны, измеряют поле, рассеянное назад гофрированной металлизированi X

НОИ пленкой с периодом гофра - и высотой менее 0,1 А., где К - длина рабочей волны,

расположенной на плоскости, нормаль к которой образует с направлением-распространения облучающего электромагнитного поля угол, равный углу, под которым определяют площадь рассеяния, а также измеряют

поле, рассеянное назад той же пленкой, но расположенной на исследуемом объекте, и по отношению полученных величин судят об эффективности площади рассеяния объекта вперед.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Штагер Е. А., Чаевский Е. В. Рассеяние волн на телах сложной формы. М., «Сов. радио, 1974, с. 9.

2. Справочник по радиолокации под ред. Скольника, М., «Сов. радио, 1976, с. 294 (прототип).