On tapana erottaa peilikuvat, hajaheijastukset ja resonanssiheijastukset. Jos heijastavan pinnan lineaariset mitat ovat paljon suurempia kuin aallonpituus ja itse pinta on sileä, tapahtuu peiliheijastus. Tässä tapauksessa radiosäteen tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma, eikä toissijainen säteilyaalto palaa tutkaan (paitsi normaalin tulon tapauksessa).

Jos kohteen pinnan lineaariset mitat ovat suuret aallonpituuteen verrattuna ja itse pinta on karkea, tapahtuu hajaheijastusta. Tässä tapauksessa pintaelementtien erilaisesta suunnasta johtuen sähkömagneettiset aallot siroavat eri suuntiin, mukaan lukien tutkan suuntaan. Resonanssiheijastus havaitaan, kun heijastavien esineiden tai niiden elementtien lineaariset mitat ovat yhtä suuria kuin pariton määrä puoliaaltoja. Toisin kuin diffuusi heijastus, sekundäärisellä resonanssisäteilyllä on yleensä korkea intensiteetti ja selvä suuntaus riippuen heijastavan elementin suunnittelusta ja suunnasta.

Tapauksissa, joissa aallonpituus on suuri verrattuna kohteen lineaarisiin mittoihin, tuleva aalto kiertää kohteen ja heijastuneen aallon intensiteetti on mitätön.

Heijastuksen signaalinmuodostuksen kannalta tutkahavainnointikohteet jaetaan yleensä pienikokoisiin ja jakautuvat avaruuteen tai pinnalle.

Pienikokoisia kohteita ovat kohteet, joiden mitat ovat paljon pienempiä kuin tutkan resoluutioelementin mitat kantaman ja kulmakoordinaattien suhteen. Joissakin tapauksissa pienikokoisilla esineillä on yksinkertaisin geometrinen konfiguraatio. Niiden heijastusominaisuudet voidaan helposti määrittää teoreettisesti ja ennustaa kullekin tietylle kohteen ja tutkan suhteelliselle sijainnille. Todellisissa olosuhteissa yksinkertaisimman tyyppiset tavoitteet ovat melko harvinaisia. Useammin joudut käsittelemään monimutkaisen kokoonpanon esineitä, jotka koostuvat useista jäykästi toisiinsa yhdistetyistä yksinkertaisista heijastavista elementeistä. Lentokoneet, laivat, erilaiset rakenteet jne. voivat toimia esimerkkeinä monimutkaisen kokoonpanon kohteista.

Muut kohteet ovat kokoelma yksittäisiä objekteja, jotka on jaettu tietylle avaruusalueelle, paljon suurempi kuin tutkan resoluutioelementti. Tämän jakauman luonteesta riippuen erotetaan tilavuudeltaan (esimerkiksi sadepilvi) ja pintaan (maan pinta jne.) jakautuneet kohteet. Tällaisesta kohteesta heijastuva signaali on seurausta resoluutioalkussa jakautuneiden heijastinsignaalien häiriöistä.

Tutkan ja heijastavien kohteiden kiinteässä suhteellisessa sijainnissa heijastuneen aallon amplitudilla ja vaiheella on hyvin määritelty arvo. Tästä syystä periaatteessa tuloksena oleva heijastuneen signaalin kokonaismäärä voidaan määrittää kullekin erityistapaukselle. Kuitenkin tutkavalvonnan aikana kohteiden ja tutkan suhteellinen sijainti yleensä muuttuu, mikä johtaa satunnaisiin vaihteluihin syntyvien kaikujen intensiteetissä ja vaiheissa.

Tehokas tavoitehajotusalue (ESR).

Tutkahavaintoalueen laskeminen edellyttää heijastuneen aallon intensiteetin kvantitatiivista ominaisuutta. Heijastetun signaalin teho asemavastaanottimen sisääntulossa riippuu useista tekijöistä ja ennen kaikkea kohteen heijastusominaisuuksista. Tyypillisesti tutkakohteille on ominaista tehokas sironta-alue. Kohteen tehokkaan sironta-alueen alla siinä tapauksessa, että tutka-antenni säteilee ja vastaanottaa saman polarisaation sähkömagneettisia aaltoja, ymmärretään arvo σc, joka täyttää yhtälön σcP1=4πK2P2, jossa P1 on tämän polarisaation suoran aallon tehovuon tiheys kohteen sijainnissa; P2 on tietyn polarisaation omaavan aallon tehovuon tiheys, joka heijastuu kohteesta tutka-antennilla; R on etäisyys tutkasta kohteeseen. RCS-arvo voidaan laskea suoraan kaavalla

σcP1=4πR2P2/P1

Kuten yllä olevasta kaavasta seuraa, σц:lla on pinta-alan mitta. Siksi sitä voidaan ehdollisesti pitää tiettynä kohdetta vastaavana, radiosäteen suhteen normaalina alueena, jonka pinta-ala on σц, joka isotrooppisesti hajottaen kaiken sille tutkasta tulevan aaltovoiman muodostaa vastaanottopisteeseen saman tehovuon tiheyden P2 kuin todellinen kohde.

Jos kohteen RCS on annettu, tunnetuilla P1- ja R-arvoilla on mahdollista laskea heijastuneen aallon P tehovuon tiheys ja sitten, kun vastaanotetun signaalin teho on määritetty, arvioida tutka-aseman kantama.

Tehokas sironta-alue σc ei riipu lähetetyn aallon intensiteetistä eikä aseman ja kohteen välisestä etäisyydestä. Todellakin, mikä tahansa P1:n lisäys johtaa P2:n suhteelliseen kasvuun, eikä niiden suhde kaavassa muutu. Kun tutkan ja kohteen välistä etäisyyttä muutetaan, suhde P2/P1 muuttuu kääntäen verrannollisesti R2:een ja σc:n arvo pysyy muuttumattomana.

Monimutkaiset ja ryhmätavoitteet

Yksinkertaisimpien heijastimien huomioon ottaminen ei aiheuta vaikeuksia. Useimmat todelliset tutkakohteet ovat monimutkainen yhdistelmä erityyppisiä heijastimia. Tällaisten kohteiden tutkahavainnointiprosessissa käsitellään signaalia, joka on seurausta kohteen yksittäisistä elementeistä heijastuneiden useiden signaalien häiriöistä.

Kun monimutkaista esinettä säteilytetään (esimerkiksi lentokone, laiva, säiliö jne.), sen yksittäisten elementtien heijastusten luonne riippuu voimakkaasti niiden suunnasta. Joissakin asennoissa tietyt lentokoneen tai laivan osat voivat tuottaa erittäin voimakkaita signaaleja, ja toisissa paikoissa heijastuneiden signaalien voimakkuus voi pudota nollaan. Lisäksi, kun kohteen sijainti suhteessa tutkaan muuttuu, eri elementeistä heijastuvien signaalien väliset vaihesuhteet muuttuvat. Tämä johtaa vaihteluihin tuloksena olevassa signaalissa.

Myös muut syyt heijastuneiden signaalien intensiteetin muutoksiin ovat mahdollisia. Näin ollen lentokoneen yksittäisten osien välillä voi tapahtua johtavuuden muutosta, jonka yhtenä syynä ovat moottorin toiminnasta aiheutuvat tärinät. Johtavuuden muuttuessa lentokoneen pinnalle indusoituneiden virtojen jakaumat ja heijastuneiden signaalien intensiteetti muuttuvat. Potkuri- ja potkuriturbiinikoneissa heijastusten voimakkuuden muutoksen lisälähde on potkurin pyöriminen.

Kuva 2.1. Kohteen RCS:n riippuvuus kulmasta.

Tutkahavainnoinnin aikana lentokoneen (laivan) ja tutkan keskinäinen sijainti muuttuu jatkuvasti. Seurauksena on heijastuneiden signaalien vaihtelut ja vastaavat muutokset EPR:ssä. Kohteen tehollisen sironta-alueen todennäköisyysjakauman lait ja tämän arvon muutosten luonne ajan kuluessa määritetään yleensä kokeellisesti. Tätä varten heijastuneiden signaalien intensiteetti tallennetaan ja tietueen käsittelyn jälkeen löydetään signaalien tilastolliset ominaisuudet ja EPR.

Kuten monet tutkimukset ovat osoittaneet, eksponentiaalinen jakautumislaki pätee riittävällä tarkkuudella lentokoneen vaihtelulle σc

EPR:llä on alueen mitat, mutta se ei ole geometrinen alue, vaan se on energiaominaisuus, eli se määrittää vastaanotetun signaalin tehon suuruuden.

Kohteen RCS ei riipu lähetetyn aallon intensiteetistä eikä aseman ja kohteen välisestä etäisyydestä. Mikä tahansa ρ ​​1:n lisäys johtaa suhteelliseen kasvuun ρ 2:ssa, eikä niiden suhde kaavassa muutu. Kun tutkan ja kohteen välistä etäisyyttä muutetaan, suhde ρ 2 / ρ 1 muuttuu kääntäen verrannollisesti R:ään ja EPR-arvo pysyy muuttumattomana.

Yhteisten pistetavoitteiden EPR

Useimpien pistekohteiden osalta tietoa EPR:stä löytyy tutkakäsikirjoista.

kupera pinta

Kenttä koko pinnasta S määritetään integraalilla On tarpeen määrittää E 2 ja suhde tietyllä etäisyydellä kohteeseen ...

,

missä k on aaltoluku.

1) Jos kohde on pieni, niin tulevan aallon etäisyyttä ja kenttää voidaan pitää muuttumattomina. 2) Etäisyyttä R voidaan pitää kohteen etäisyyden ja kohteen sisällä olevan etäisyyden summana:

,
,
,
,

tasainen levy

Tasainen pinta on kaarevan kuperan pinnan erikoistapaus.

Kulmaheijastin

Kulmaheijastimen toimintaperiaate

Kulmaheijastin koostuu kolmesta kohtisuorasta pinnasta. Toisin kuin levy, kulmaheijastin antaa hyvän heijastuksen useissa eri kulmissa.

Kolmion muotoinen

Jos käytetään kulmaheijastinta kolmiomaisilla pinnoilla, niin EPR

Kulmaheijastimien käyttö

Kulmaheijastimia käytetään

• houkuttimina
• kuten radiokontrastimaamerkit
• kun tehdään kokeita voimakkaalla suunnatulla säteilyllä

akanat

Akanoita käytetään luomaan passiivisia häiriöitä tutkan toimintaan.

Dipoliheijastimen RCS:n arvo riippuu yleensä havaintokulmasta, mutta RCS kaikille kulmille:

Akanoita käytetään peittämään ilmakohteita ja maastoa sekä passiivisia tutkamajakoita.

Akanoiden heijastussektori on ~70°

Monimutkaisten kohteiden EPR

Monimutkaisten todellisten kohteiden RCS mitataan erikoisasennuksissa tai -alueilla, joissa kaukaisen säteilyvyöhykkeen olosuhteet ovat saavutettavissa.

#	Kohdetyyppi	σ c
1	Ilmailu
1.1	Hävittäjälentokoneita	3-12
1.2	häivehävittäjä	0,3-0,4
1.3	etulinjan pommikone	7-10
1.4	Raskas pommikone	13-20
1.4.1	B-52 pommikone	100
1.4	Kuljetuslentokoneita	40-70
2	laivoja
2.1	Sukellusvene pinnalla	30-150
2.2	Sukellusveneen leikkaaminen pinnalle	1-2
2.3	pieni käsityö	50-200
2.4	keskikokoisia aluksia	²
2.5	suuria laivoja	> 10²
2.6	Risteilijä	~12 000 14 000
3	Maakohteet
3.1	Auto	3-10
3.2	Tankki T-90	29
4	Ampumatarvikkeet
4.1	ALSM-risteilyohjus	0,07-0,8
4.2	Operatiivis-taktisen ohjuksen taistelukärki	0,15-1,6
4.3	ballististen ohjusten taistelukärki	0,03-0,05
5	Muut tarkoitukset
5.1	Ihmisen	0,8-1
6	Linnut
6.1	Rook	0,0048
6.2	kyhmyjoutsen	0,0228
6.3	Merimetso	0,0092
6.4	punainen leija	0,0248
6.5	Sinisorsa	0,0214
6.6	Harmaa hanhi	0,0225
6.7	Huppari	0,0047
6.8	peltovarpunen	0,0008
6.9	tavallinen kottarainen	0,0023
6.10	mustapäinen lokki	0,0052
6.11	Valkoinen haikara	0,0287
6.12	Töyhtöhyyppä	0,0054
6.13	Turkkikorppikotka	0,025
6.14	kivikyyhkynen	0,01
6.15	varpunen	0,0008

Yksinkertaisimmat tilavuudeltaan jakautuneet kohteet ovat akanoita, joita pudotetaan suuria määriä lentokoneesta tai ammutaan erityisillä ammuksilla, hajaantuvat ilmaan ja muodostavat heijastinpilven. Niitä käytetään luomaan passiivisia häiriöitä laajalla taajuusalueella ja samanaikaisesti monia RTS:itä vastaan.

Akanat ovat passiivisia puoliaaltovärähtelylaitteita, joiden geometrinen pituus on lähellä puolta säteilyttävän tutkan aallonpituudesta (l ≈ 0,47λ). Ne on valmistettu metalloidusta paperista, alumiinifoliosta, metalloidusta lasikuidusta ja muista materiaaleista.

EPR-pilviä alkaen n akanoiden heijastimet määritetään pilvessä sijaitsevien yksittäisten heijastimien RCS:n tulon perusteella:

σ = n σ do,

Missä: σ tee– Yhden dipoliheijastimen EPR.

Tulevan sähkömagneettisen aallon lineaarisella polarisaatiolla havaitaan yhden dipoliheijastimen RCS:n maksimiarvo, kun sen geometrinen akseli osuu yhteen vektorin kanssa E aallon sähkökentän voimakkuus. Sitten:

σ do max = 0,86λ 2

Jos akanat on suunnattu kohtisuoraan vektoriin nähden E säteilyttävä sähkömagneettinen aalto σ do = 0.

Ilmakehän turbulenssista ja dipoliheijastimien aerodynaamisten ominaisuuksien eroista johtuen ne suuntautuvat satunnaisesti pilvessä. Siksi laskelmissa käytetään yhden dipoliheijastimen RCS:n keskiarvoa.

σ do sr = 1/5 σ do max = 0,17λ 2,

Missä: λ - säteilyttävän tutkan aallonpituus.

Tästä seuraa, että eri taajuuksilla toimivan RTS:n samanaikainen vaimennus on mahdollista vain eripituisia akanoita käytettäessä.

Yksinkertaisimmat pistekohteet ovat kulmaheijastimet. Suhteellisen pienillä geometrisilla mitoilla niillä on merkittävä RCS laajalla aallonpituusalueella, mikä mahdollistaa erilaisten pistekohteiden tehokkaan simuloinnin.

Kulmaheijastin koostuu jäykästi yhteenliitetyistä keskenään kohtisuorassa olevista tasoista. Yksinkertaisin kulmaheijastin on kaksi- tai kolmikulmainen kulma (kuva 3.3, a, b).

Kuva 3.3. Kulmaheijastimen toimintaperiaate:

A - dihedral; b - kolmikantainen.

Kolmikulmaisella kulmaheijastimella on ominaisuus heijastaa peilikuvaa kohti tutkaa, kun se säteilytetään 45°:n kulmassa, mikä varmistaa suuren RCS:n säilymisen tässä kulmassa. Sirontakaavion laajentamiseksi käytetään kulmaheijastimia, jotka koostuvat neljästä tai kahdeksasta kulmasta. Kolmikulmaisen heijastimen DR on esitetty kuvassa 3.4.

Kuva 3.4. Kolmikulmaisen heijastimen sirontakaavio.

Käytännössä käytetään kolmion muotoisia kulmaheijastimia, jotka ovat kolmion, suorakaiteen tai sektorin muotoisia (kuva 3.5, a, b, c).

Kuva 3.5. Kulmaheijastimet: A - kolmiomaisilla pinnoilla (θ 0,5 ≈ 60 0);

b - sektoripinnat; V - neliömäisillä pinnoilla (θ 0,5 ≈ 35 0).

Yksinkertaisen geometrisen muodon omaaville objekteille voidaan saada analyyttisiä lausekkeita niiden RCS:n määrittämiseksi. Koska tehovuon tiheys on suoraan verrannollinen sähkökentän voimakkuuden neliöön, kohteen EPR-kaava voidaan esittää seuraavasti

σ \u003d 4πD 2 E 2 2 / E 2 1

Asenne E 2 / E 1, joka sisältyy tähän lausekkeeseen, löytyy Huygensin periaatteen perusteella. Tämä menetelmä koostuu siitä, että jokaista säteilytetyn kohteen pinnan pistettä pidetään toissijaisen pallomaisen aallon lähteenä. Sitten summaamalla sekundääristen palloaaltojen toiminnan tutka-aseman sijainnissa voidaan löytää sekundaarisäteilyn tuloksena olevan sähkökentän voimakkuus. Laskentakaavat joidenkin yksinkertaisten kohteiden RCS:n määrittämiseksi on esitetty taulukossa 3.1.

Taulukko 3.1. Joidenkin yksinkertaisten kohteiden EPR.

kurssiprojekti

SPbGUT im. Bonch-Bruevich

Radiojärjestelmien ja signaalinkäsittelyn laitos

Kurssiprojekti tieteenaloittain

"Radiojärjestelmät", aiheesta:

"Tehokas hajautusalue"

Valmistunut:

RT-91-ryhmän opiskelija

Krotov R.E.

Vastaanottaja: ROS Gurevich -laitoksen professori V.E.

Tehtävä julkaistu: 30.10.2013

Suoja-aika: 11.12.13

Johdanto ja niin edelleen

Tutkan rakennekaavio

Kaavio tutkasta

Laitteen toiminnan teoria

Johtopäätös

Bibliografia

Tehokas levitysalue

(EPR; eng. Tutkan poikkileikkaus.RCS; joissakin lähteissä tehokas sirontapinta, tehokas sironta poikkileikkaus,tehokas heijastava alue, EOP) tutkassa - jonkin kuvitteellisen tasaisen pinnan alue, joka sijaitsee normaalisti tulevan tasoaallon suunnassa ja on ihanteellinen ja isotrooppinen uudelleensäteilijä, joka kohdepaikkaan sijoitettuna luo tutka-aseman antenniin saman tehovuon tiheyden kuin todellinen kohde.

Esimerkki monostaattisesta EPR-kaaviosta (B-26 Invader)

RCS on kvantitatiivinen mitta kohteen ominaisuudesta hajottaa sähkömagneettista aaltoa. Lähetinvastaanottimen polun ja tutka-antennien CG:n energiapotentiaalin ohella kohteen EPR sisältyy tutkaetäisyysyhtälöön ja määrittää alueen, jolla tutka voi havaita kohteen. Suurentunut RCS-arvo tarkoittaa parempaa kohteen tutkanäkyvyyttä, RCS:n väheneminen vaikeuttaa havaitsemista (stealth-tekniikka).

Tietyn kohteen EPR riippuu sen muodosta, koosta, materiaalista, josta se on valmistettu, sen suunnasta (näkymästä) suhteessa tutkan lähetys- ja vastaanottoasennon antenneihin (mukaan lukien sähkömagneettisten aaltojen polarisaatio), tutkivan radiosignaalin aallonpituudesta. RCS määritetään sirottimen etävyöhykkeen, tutkan vastaanotto- ja lähetysantennien olosuhteissa.

Koska RCS on muodollisesti käyttöön otettu parametri, sen arvo ei ole sama kuin sirottimen kokonaispinta-alan arvo tai sen poikkileikkauspinta-alan arvo (eng. Poikkileikkaus). EPR:n laskenta on yksi sovelletun sähködynamiikan ongelmista, joka ratkaistaan ​​vaihtelevalla approksimaatioasteella analyyttisesti (vain rajoitetulle joukolle yksinkertaisen muotoisia kappaleita, esim. johtava pallo, sylinteri, ohut suorakaiteen muotoinen levy jne.) tai numeerisilla menetelmillä. RCS:n mittaus (ohjaus) suoritetaan testipaikoilla ja radiotaajuisissa kaiuttomissa kammioissa käyttäen todellisia esineitä ja niiden mittakaavamalleja.

EPR:llä on pinta-alan mitta ja se ilmoitetaan yleensä neliömetrinä. tai dBq.m.. Yksinkertaisen muotoisille kohteille - testi - EPR normalisoidaan yleensä luotaavan radiosignaalin aallonpituuden neliöön. Laajennettujen lieriömäisten kappaleiden EPR normalisoidaan niiden pituuteen (lineaarinen EPR, EPR pituusyksikköä kohti). Tilavuuteen jakautuneiden kohteiden (esimerkiksi sadepilven) EPR normalisoidaan tutkaresoluutioelementin tilavuuteen (EPR / m3). Pintakohteiden RCS (yleensä osa maan pinnasta) normalisoidaan tutkaresoluutioelementin alueelle (EPR / sq. M.). Toisin sanoen hajautettujen kohteiden RCS riippuu tietyn tutkan tietyn resoluutioelementin lineaarisista mitoista, jotka riippuvat tutkan ja kohteen välisestä etäisyydestä.

EPR voidaan määritellä seuraavasti (määritelmä vastaa artikkelin alussa annettua määritelmää):

Tehokas levitysalue(harmoniselle luotainradiosignaalille) - vastaavan isotrooppisen lähteen radioemissiotehon (joka luo havaintopisteeseen saman radioemissiotehovuon tiheyden kuin säteilytetyllä sirottimella) suhde koetusradiosäteilyn tehovuon tiheyteen (W/sq.m.) sirottimen sijainnissa.

RCS riippuu suunnasta sirottajalta luotaavan radiosignaalin lähteeseen ja suunnasta havaintopisteeseen. Koska nämä suunnat eivät välttämättä täsmää (yleisessä tapauksessa luotaussignaalin lähde ja hajakentän kohdistuspiste erotetaan avaruudessa), niin näin määritetty RCS on ns. bistaattinen EPR (kaksiasentoinen EPR, Englanti bistaattinen RCS).

Takaisinsirontakaavio(DOR, monostaattinen EPR, yhden aseman EPR, Englanti monostaattinen RCS, takaisin siroava RCS) on RCS-arvo, kun suunnat sirottajalta luotaussignaalin lähteeseen ja havaintopisteeseen ovat samat. EPR ymmärretään usein sen erikoistapauksena - monostaattisena EPR:nä eli DOR:na (EPR- ja DOR-käsitteet sekoitetaan) bistaattisten (moniasemaisten) tutkien alhaisen esiintyvyyden vuoksi (verrattuna perinteisiin monostaattisiin tutkoihin, jotka on varustettu yhdellä lähetin-vastaanotinantennilla). On kuitenkin erotettava toisistaan ​​EPR(θ, φ; θ 0, φ 0) ja DOR(θ, φ) = EPR(θ, φ; θ 0 =θ, φ 0 =φ), missä θ, φ on suunta hajakentän rekisteröintipisteeseen; θ 0 , φ 0 - suunta koetusaallon lähteeseen (θ, φ, θ 0, φ 0 - pallomaisen koordinaatiston kulmat, jonka alku on linjassa diffuusorin kanssa).

Yleisessä tapauksessa luotavalle sähkömagneettiselle aallolle, jolla on ei-harmoninen aikariippuvuus (laajakaistainen koetussignaali aika-avaruudessa) tehokas hajautusalue on ekvivalentin isotrooppisen lähteen energian suhde luotaimen radiosäteilyn energiavuon tiheyteen (J/sq.m.) sirottimen sijainnissa.

EPR-laskenta

Tarkastellaan isotrooppisesti heijastavalle pinnalle tulevan aallon heijastusta, jonka pinta-ala on yhtä suuri kuin RCS. Tällaisesta kohteesta heijastuva teho on RCS:n ja tulevan tehovuon tiheyden tulo:

missä on kohteen RCS, on tietyn polarisaation tuloaallon tehovuon tiheys kohdepaikassa, on kohteen heijastama teho.

Toisaalta isotrooppisesti säteilevä voima

Tai käyttämällä tulevan aallon ja heijastuneen aallon kenttävoimakkuuksia:

Vastaanottimen syöttöteho:

,

missä on antennin tehollinen alue.

On mahdollista määrittää tulevan aallon tehovuo säteilytehon ja antennin suuntaavuuden perusteella D tietylle säteilysuunnalle.

Missä .

Täten,

. (9)

Epr:n fyysinen merkitys

EPR:llä on alueen ulottuvuus [ m²], Mutta ei ole geometrinen alue(!), mutta se on energiaominaisuus, eli se määrittää vastaanotetun signaalin tehon suuruuden.

Kohteen RCS ei riipu lähetetyn aallon intensiteetistä eikä aseman ja kohteen välisestä etäisyydestä. Mikä tahansa lisäys johtaa suhteelliseen kasvuun, eikä niiden suhde kaavassa muutu. Kun tutkan ja kohteen välistä etäisyyttä muutetaan, suhde muuttuu käänteisesti ja RCS-arvo pysyy ennallaan.

Yhteisten pistetavoitteiden EPR

• kupera pinta

Kenttä koko pinnasta S määritetään integraalilla On tarpeen määrittää E 2 ja asenne tietyllä etäisyydellä kohteeseen ...

,

Missä k- aaltonumero.

1) Jos kohde on pieni, niin tulevan aallon etäisyyttä ja kenttää voidaan pitää muuttumattomina.

2) Etäisyys R voidaan ajatella etäisyyden kohteeseen ja kohteen sisällä olevan etäisyyden summana:

,
,

tasainen levy

Tasainen pinta on kaarevan kuperan pinnan erikoistapaus.

Kulmaheijastin

Kulmaheijastin- suorakaiteen muotoisen tetraedrin muodossa oleva laite, jossa on keskenään kohtisuorat heijastavat tasot. Kulmaheijastimeen tuleva säteily heijastuu täysin vastakkaiseen suuntaan.

Kolmion muotoinen

Jos käytetään kulmaheijastinta kolmiomaisilla pinnoilla, niin EPR

akanat

Akanoita käytetään luomaan passiivisia häiriöitä tutkan toimintaan.

Dipoliheijastimen RCS:n arvo riippuu yleensä havaintokulmasta, mutta RCS kaikille kulmille:

Akanoita käytetään peittämään ilmakohteita ja maastoa sekä passiivisia tutkamajakoita.

Akanoiden heijastussektori on ~70°

Avainsanat

TEHOKAS SIJOITUSPINTA / BALLISTINEN OBJEKTI / TUTKAHEIJASTIIN/ TEHOKAS PINTASIROVA / BALLISTINEN OBJEKTI / TUTKAHEIJASTIIN

huomautus tieteellinen artikkeli sähkötekniikasta, elektroniikkatekniikasta, tietotekniikasta, tieteellisen työn kirjoittaja - Akinshin Ruslan Nikolaevich, Bortnikov Andrey Aleksandrovich, Tsybin Stanislav Mikhailovich, Mamon Juri Ivanovich, Minakov Evgeny Ivanovich

Simulaattorien heijastavien ominaisuuksien täyden mittakaavan testauksen kustannuksia alentaa ballistisia esineitä(BO) tällaisten tutkakohteiden laskemiseen on tarkoituksenmukaista kehittää malli ja algoritmi. Simulaattorina ballistisia esineitä kompleksi valitaan tutkaheijastin, valmistettu häviöttömästä dielektristä pallomaisen Luneberg-linssin muodossa, joka on päällystetty erittäin sähköä johtavalla seoksella, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Luneberg-linssin sisäpinnalta tulevan heijastuksen aukon muunnelman vaiheita ehdotetaan. Rakenteellisten elementtien heijastuksen fyysinen malli ja mallinnustekniikka laskenta-algoritmilla on kehitetty tehokas sirontapinta. Algoritmi resonanssin laskemiseksi tehokas sirontapinta ballistisia esineitä. Tämä algoritmi esitetään graafisessa muodossa. Tietokonekompleksin käyttöliittymä esitetään. Simulaattorina ballistinen esine valittu vaikeaksi tutkaheijastin, valmistettu häviöttömästä dielektristä pallon muodossa, joka on päällystetty erittäin johtavalla seoksella, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Simulaattorin vertailuindeksit on esitetty graafisesti ballistisia esineitä. Johtopäätös tehdään luonnonolosuhteiden mittaustulosten ja mallinnuksen tulosten vertailevasta analyysistä. Esimerkkejä BO-simulaattorin taistelukärjen RCS:n numeerisista laskelmista, joissa on lisätty RCS ja laajennettu kaikki kulmanäkymät. Tutkittiin muunnelmia BO-simulaattorin taistelukäristä, joissa oli parannettu EPR ja parannettu kaikki kulmanäkymät tutkadielektrisen heijastimen optimaalisella sijoittelulla ja kulmalohkolla, jossa eristeheijastimet on sijoitettu poikkileikkaukseltaan.

Liittyvät aiheet tieteelliset artikkelit sähkötekniikasta, elektroniikkatekniikasta, tietotekniikasta, tieteellisten töiden kirjoittaja - Akinshin Ruslan Nikolaevich, Bortnikov Andrey Aleksandrovich, Tsybin Stanislav Mikhailovich, Mamon Juri Ivanovich, Minakov Evgeny Ivanovich

• Tutka passiivisen häiriön läsnäollessa käyttämällä polarisoituja sähkömagneettisia aaltoja ja sironneen säteilyn analyysiä

  2012 / Yatsyshen Valeri Vasilyevich, Gordeev Aleksei Jurievich

• Maakohteiden tutkan kontrastin lisääminen täydellä polarisaatioluotauksella

  2018 / Akinshin Oleg Nikolaevich, Rumyantsev Vladimir Lvovich, Peteshov Andrey Viktorovich

• Synteettisen aukon tutkan pilkkujen vaimennuksen simulointitulokset

  2019 / Akinshin Ruslan Nikolaevich, Rumyantsev Vladimir Lvovich, Peteshov Andrey Viktorovich

• Relesignaalisimulaattori ilmatutkajärjestelmien ja -laitteiden suorituskyvyn testaamiseen

  2019 / Bokov Aleksander Sergeevich, Vazhenin Vladimir Grigorievich, Iofin Alexander Aronovich, Mukhin Vladimir Vitalievich

• Radioa absorboivien pinnoitteiden käyttö tehokkaan sirontapinnan vähentämiseksi

  2015 / Vakhitov Maxim Grigorievich

• Kellin ekvivalenssilause tutkassa

  2014 / Kozlov Anatoly Ivanovich, Tatarinov Viktor Nikolaevich, Tatarinov Sergey Viktorovich, Pepelyaev Alexander Vladimirovich

• Heijastimien tilastollinen järjestelmä sileällä pinnalla mallina meritutkakohteesta

  2017 / Andreev Aleksander Jurievich

• Tutkahakujärjestelmä hätäaluksille pallomaisilla heijastimilla

  2015 / Bazhenov Anatoli Vyacheslavovich, Malygin Sergey Vladimirovich

• Käänteissirontaongelman ratkaiseminen ja esineen muodon palauttaminen heijastuneen sähkömagneettisen aallon kentän rakenteesta

  2018 / Kozlov Anatoly Ivanovich, Maslov Victor Jurievich

• Luotavien ja heijastuneiden vektorisignaalien matriisin ristikorrelaatiofunktio malli ilmassa olevan synteettisen aukkotutkan käsitteellistä suunnittelua varten

  2019 / Akinshin Ruslan Nikolaevich, Esikov Oleg Vitalievich, Zatuchny Dmitry Alexandrovich, Peteshov Andrey Viktorovich

Ballististen objektien (BO) simulaattoreiden heijastusominaisuuksien kenttätestien kustannusten alentamiseksi on suositeltavaa kehittää malli ja algoritmi tutkakohteiden tehokkaan pintasirontauksen laskemiseksi. Ballististen kohteiden simulaattoriksi valitaan monimutkainen tutkaheijastin, joka on valmistettu häviöttömästä dielektristä. Se näyttää pallomaiselta Luneburg-linssiltä, ​​jossa on korkean johtavuuden metalliseospinnoite sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Luneburg-linssin sisäpinnalta tulevan heijastuksen aukon versiot ehdotetaan. Kehitetään suunnittelun elementtien heijastuksen fyysinen malli ja mallinnustekniikka tehokkaan pintasironnan laskenta-algoritmilla. Ballististen kohteiden resonanssitehollisen pintasirontalaskenta-algoritmi on laadittu. Tämä algoritmi esitetään graafisessa muodossa. Laskentakompleksin käyttöliittymä esitetään. Ballistisen kohteen simulaattoriksi valitsimme monimutkaisen tutkaheijastimen, joka on valmistettu häviöttömästä dielektrisestä pallosta, jossa on korkean johtavuuden metalliseospinnoite sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Ballististen esineiden simulaattorin vertailuindikaattorit esitetään. Tehdään johtopäätös in situ -mittausten tulosten ja mallinnustulosten vertailevasta analyysistä. Esimerkkejä ESR:n numeerisista laskelmista BO-simulaattorin pään osassa, jossa ESR on kasvanut ja joka näkökulma on suurempi. Analysoidaan BO-simulaattorin pään osien vaihtoehdot, joissa on lisätty ESR ja parannettu kaikki näkökulmat optimaalisella tutkadielektrisen heijastimen sijoittelulla ja kulmayksiköllä, jossa on eristeheijastimien poikkisijoitus.

Tieteellisen työn teksti aiheesta "Malli ja algoritmi tutkaobjektin simulaattorin tehokkaan sironta-alan laskemiseksi"

Voi. 20, ei. 06, 2017

RADIOTEKNIIKKA JA VIESTINTÄ

UDC 621.396.96

DOI: 10.26467/2079-0619-2017-20-6-141-151

MALLI JA ALGORITMI TUTKA-OBJEKTISIMULAATTORIN TEHOKKALLISEN sironta-ALUEEN LASKEMISTA

R.N. Akinshin1, A.A. BORTNIKOV2, S.M. TSYBIN2, Yu.I. MAMON2, E.I. MINAKOV3

1 Section of Applied Problems, Venäjän tiedeakatemia, Moskova, Venäjä, 2 Central Design Bureau of Apparatus Engineering, Tula, Venäjä 3 Tula State University, Tula, Venäjä

Ballististen objektien (BO) simulaattoreiden heijastusominaisuuksien täyden mittakaavan testauksen kustannusten vähentämiseksi on suositeltavaa kehittää malli ja algoritmi tällaisten tutkaobjektien tehokkaan sirontapinnan laskemiseksi. Ballististen esineiden simulaattoriksi valitaan monimutkainen tutkaheijastin, joka on valmistettu häviöttömästä dielektristä pallomaisen Luneberg-linssin muodossa, joka on päällystetty erittäin sähköä johtavalla seoksella, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Luneberg-linssin sisäpinnalta tulevan heijastuksen aukon muunnelman vaiheita ehdotetaan. Rakenteellisten elementtien heijastuksen fyysinen malli ja mallinnustekniikka, jossa on algoritmi tehollisen sirontapinnan laskemiseen, on kehitetty. Ballististen esineiden resonanssitehollisen sirontapinnan laskemiseen on kehitetty algoritmi. Tämä algoritmi esitetään graafisessa muodossa. Tietokonekompleksin käyttöliittymä esitetään. Ballistisen kohteen simulaattoriksi valittiin monimutkainen tutkaheijastin, joka oli valmistettu häviöttömästä eristeestä erittäin sähköä johtavalla metalliseoksella päällystetyn pallon muodossa, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Ballististen esineiden simulaattorin vertailuindeksit esitetään graafisesti. Johtopäätös tehdään luonnonolosuhteiden mittaustulosten ja mallinnuksen tulosten vertailevasta analyysistä. Esimerkkejä BO-simulaattorin taistelukärjen RCS:n numeerisista laskelmista, joissa on lisätty RCS ja laajennettu kaikki kulmanäkymät. Tutkittiin muunnelmia BO-simulaattorin taistelukäristä, joissa oli parannettu EPR ja parannettu kaikki kulmanäkymät tutkadielektrisen heijastimen optimaalisella sijoittelulla ja kulmalohkolla, jossa eristeheijastimet on sijoitettu poikkileikkaukseltaan.

Avainsanat: tehokas sirontapinta, ballistinen kohde, tutkaheijastin.

JOHDANTO

Ballististen objektien (BO) simulaattoreiden heijastusominaisuuksien täyden mittakaavan testauksen kustannusten vähentämiseksi on suositeltavaa kehittää malli ja algoritmi tällaisten tutkaobjektien tehokkaan sirontapinnan (ESR) laskemiseksi. BR-simulaattoriksi valittiin häviöttömästä dielektristä valmistettu monimutkainen tutkaheijastin pallomaisen Luneberg-linssin muodossa, joka on päällystetty erittäin sähköä johtavalla seoksella, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit.

Luneberg-linssin sisäpinnalta tulevan heijastuksen aukkoversio ballistisen objektimallin rajoitetussa tilavuudessa, ottaen huomioon tulevan aallon polarisaatio ja häviöttömän läpäisykertoimen dielektrin läpi, sisältää useita vaiheita.

SISÄPINNAN HEIJASTAMISEN AUKKOVARIANTIN ASKEET

Ensimmäisessä vaiheessa aalto kulkee dielektrisen pallon R pinnalle vuotiheydellä S, aallonpituus X tutka-asemalta (RLS), minkä seurauksena aalto polarisoituu ja poikkeaa normaalista pintaan n kulman t verran.

Ovil Aviation High Technologies

Voi. 20, ei. 06, 2017

Linssin maksimijännitys E t kehittyy siirtymän rajalla ilmaväliaineesta dielektriseen, mikä selittyy dielektrisen väliaineen aallonvastuksen pienenemisellä.

Toinen vaihe alkaa dielektrisen vyöhykkeen 2R = 4, e = 3, 5 = 0,001 läpikulun hetkestä, ja se liittyy lujuuden koherentin komponentin laskuun.

Kolmas vaihe alkaa putoamisen hetkestä pallon sisäpinnalle, jonka keskikulma on φ = 1800, R = 50 mm, pinnoitteen paksuus 5 = 6 μm, jolloin dielektrisen metallin rajapinnasta tulee toissijainen säteilylähde (kuva 1).

Sironta BO:sta kuvataan toistuvien differentiaaliyhtälöiden järjestelmällä epäkoherentille tutkakentälle.

dch(f) 1 fY ... j .

1 - I h0 (f) = keF,

dCh (f) + 1 f Г ] 4 (f) = 0,

df2 4k neg (lJ Y J

e2Ei(r), YNOE0(r) =

dg2 vC J X tg ^disl

e2E0(r), flNOE0(r) =

dg2 1 C J X tg diesel

d(pm 1n e) dE (f, r)

| 0 - ontelon sisällä, Ii - ulkopuolella;

missä n on elementtien lukumäärä.

Riisi. Kuva 1. Säteen kulku pallomaisessa Luneberg-linssissä 1. Säteen ohittaminen Lyunebergin pallomaisessa linssissä

Voi. 20, ei. 06, 2017

Oivil Aviation High Technologies

Rajaolosuhteet pinnalla ilman kanssa

a (E.-E ") \u003d -T1G "(3)

missä a on ympäristön johtavuus; Laajennus - x:n jännitys; E3 - pintajännitys £; x - sähkönjohtavuuden ominaiskerroin.

Rajaolosuhteet pinnalla BS tutkakentän kosketuksessa rakenteen kerrosten kanssa

I (E0 - E1) = -x dE, (4)

jossa 5 on aallon metalliin tunkeutumissyvyys; E0 - intensiteetin koherentti komponentti; E1 - jännityksen epäkoherentti komponentti; x - erityinen sähkönjohtavuuskerroin kerroksessa; E on kentänvoimakkuuden koherentti ja epäkoherentti kokonaiskomponentti.

EPR-objektiivin rajaehdot 00:ssa

A! (0) = n(R + R)2 ctr, (5)

jossa R1 on linssin etupuolipallon säde; I 2 - linssin takapuolipallon säde; kotr - heijastuskerroin linssin pinnasta.

Levyn rajaehdot 3600

a (3600) = n(Yadn) kotr, (6)

missä olen - pohjasäde; kieltää. - heijastuskerroin alhaalta. Säteilyolosuhteet järjestelmän oikealle puolelle (1), (2)

Edustamme tutkakenttää muodossa

E \u003d [s ] (E) \u003d | ^, N, Kk ] \u003d<

E0 + Ei E0 + Ei E0 + E1

missä N, N, Nk - muotofunktio äärellisten elementtien solmuissa (FE).

Tarkasteltavana olevien prosessien matemaattinen kuvaus esitetään käyttämällä kahden toisiinsa liittyvän funktion järjestelmää:

Menetys toiminnallinen Фп (Е(г));

Sirontafunktionaalinen Φ (a(r)). Kirjoitetaan muotoon ongelman häviöfunktio

CM1 Aulayop High Technologies f "=/12 2

Vo1. 20, N0. 06, 2017

4p/a(E7 - Ex)c1£

- / O (E0 - Ex) + / k (1 - dt,

jossa E1 on epäkoherentin kentän voimakkuus; Eo - koherentin kentän intensiteetti; r - säteittäinen koordinaatti; x - ominaisjohtavuuden kerroin; в± - dielektrinen permittiivisyys; ^01 - kentän voimakkuus; k - skaalauskerroin; yo on läpäisykerroin dielektrin läpi; N0 - taitekerroin; bp - häviökerroin.

Kirjoitetaan sirontafunktio muotoon

4zhkogo /F1

e(E12 + Eo2/E1)(C08ff 7 + 8Shff)

jossa 1 - EPR epäkoherentti kenttä; a0 - koherentin kentän EPR; f1 - kulmakoordinaatti; k0 - häiriökerroin; Ф1 - yksikön pintafunktio; kotr - heijastuskerroin; Emax - suurin kentänvoimakkuus; f| on aallon polarisaatiokulma.

Käyttämällä hyvin tunnettuja elementtimenetelmän suhteita (9) ja (10), voidaan määrittää matriisiyhtälöt.

Johtavuusmatriisilla on muoto

[k1] \u003d \ x [in] [In]

missä x on johtavuuskerroin;

[B]t on muotofunktion transponoitu gradienttimatriisi; 1 € - pinta-ala CE pinnoitteella. Heijastusmatriisilla on muoto

K 2 \u003d / Kotr N

missä kotr - heijastuskerroin; N on transponoitu muotofunktiomatriisi; 82 - kirjoittaja -

CE:n pinta-ala.

Lähetysmatriisilla on muoto

K3 \u003d R01 / y 0kMg W£3,

missä y0 on läpäisykerroin eristeen läpi; k - skaalauskerroin; ^ 01 - säteilykentän voimakkuus ensisijaisesta lähteestä; 3 puntaa - dielektrisen CE:n pinta-ala.

Voi. 20, W. 6, 2017

Taitematriisilla on muoto

missä Yu on toissijaisen säteilyn taajuus; c on valon nopeus; 5® on toissijaisen lähteen CE:n pinta-ala.

Kirjoitetaan lopuksi sirontamatriisi muotoon

Kp = kohdassa U(kr) V02 (K1 + K0 - K2 + K3

missä am on EPR-asymptootti; u(kg) on ​​energiansirontafunktio; Vo on sirontaelementtien vaimennusfunktio.

Toistuvat matriisijärjestelmät tutkakenttään reunaehtoineen voidaan kirjoittaa muodossa

K "faH;, K1(E1)+K0(E0)=f; K (CTl) = 0, K1(E) + K0(E0) = 0,

fen = f NT (1 - q01)kQdV,

Tässä P0 on ilman aallonvastus; k - häiriökerroin; 1 £ - tehovirta toissijaisesta lähteestä (linssi); qol on ensisijaisesta lähteestä (tutka) tulevan säteilykentän intensiteetti; n on rajaetäisyys linssiin; r11 on etäisyys BO-aukkoa pitkin objektiivin kanssa; φ on BO:n säteilykulma; Et - tutkan suurin kentänvoimakkuus; d0 on ilman dielektrisyysvakio; /a0 - ilman magneettinen läpäisevyys.

ALGORITMI RESONANTIN EFEKTIIVIN sironta-ALUEEN LASKEMISTA

Algoritmi BO:n resonanssi-EPR:n laskemiseksi on esitetty kuvassa. 2.

BO:n epähomogeenisten rakenteiden resonanssi-RCS:n laskemiseksi toteutetaan rajapinta, joka koostuu kolmesta paneelista, ensimmäisessä visualisoidaan BO ja toisessa toteutetaan joukko geometrisia ja tutkaparametreja, kolmannessa on taulukoita kokeellisten mittausten tulosten taulukoituista arvoista sekä laskentatulosten ja laskentatulosten nykyiset arvot (F-.

BO:n vertailevat indikaattorit, joita käytetään arvioimaan havaitsemisen todennäköisyyttä, BO-simulaattorien lukumäärää testauksen aikana, on esitetty kuvassa. 4. Indikaattorien numerot vastaavat: 1 - pallomaisella heijastimella (kaiuttomissa olosuhteissa); 2. heijastin 1 ja kulmaheijastinlohko (kaiuttomissa olosuhteissa); 3 - heijastin 1 ja kulmaheijastinlohko (luonnollisissa olosuhteissa).

Siviili-ilmailun huipputeknologiat

Voi. 20, ei. 06, 2017

Aksiaalisen leikkauksen koordinaatti

Aksiaalisen leikkauksen koordinaatti

Dia<>m)_

FE:n tai FE:n pituus lähtöpisteestä (mm)

Keskus-uhp suunnitelmassa Ü (zpaö)

Pinnoitteen paksuus & _(µm)_

Pinnoitteen nousu h

Kerrosten lukumäärä ja

Johtavuus % (1 /s)

■ty-passage, go-intense jne. üi?TpaHt.

Kozf ficients

JVo-refraction Ki-häiriö

K - skaalaus, Ii - häviöt

1. Muuttuvien parametrien syöttäminen

Taajuus Aallon F-ranka - 3. (cas)% tajstr-antenni - D (aï)

U. FE-matriisien ja r-prop:n dpl:n laskenta. taajuuksia

1U. Selitys FE-matriiseille ja -m-prop. taajuuksia

b. EPR:n valinta tabupista. -välilehti. minä

14. |sh-a|<5 i

13. Kuiskaus!* järjestelmämatriisit

11. KEiSE:n yhdistäminen järjestelmään

3. Psrameproen laskeminen: DND, tehokkuus - g EPR \ suzazhnost - Q Vq L&

tfl, j^oi ^enz

Aksiaalisen leikkauksen koordinaatti

Aksiaalisen leikkauksen koordinaatti _DlS-mm)_

FE tai SE pituus (tavoite)

Ominaispaino tai massa (kg / m?), (kg)

Äärillisten impulssien joukon generointi

FE-verkon levittäminen tai paksuus

Lisäehtojen huomioiminen

Yksittäiset ja normaalit pinnat. funkt. F1 ja F^

15. Tulosten näyttäminen

12. Rajaehtojen huomioon ottaminen

Riisi. Kuva 2. Algoritmi BO:n resonanssi-EPR:n laskemiseksi 2. Resonanssin EPR BO:n laskenta-algoritmi

J 50 Ptt"*.- 1"

Dh-1+n TlillWJi

| 30 Rshr * "« | ÖJ YAGCHmn

GddtrL.ii |30 PjWTprp.ifrt |s0

SMH# [EOO |TOO m

Toissijaisen tiedon näyttö

Taulukkomuotoinen EPR-sirontaindikaattori

EPR.m2 1,35 0,2 0,19

EPR-sirontaindikaattori

Tutkan toimintatilat

6 | 7 | 8 | 3 | 1P[

10,007 |a04 |0,02 |0,02

G Etsin G 0...3G0 G 0...90

Impulse G Onella. C~ ryhmä.

100 150 200 250 300 350

Tutkaparametrit

Taajuus, GHz | 10

Aallonpituus, cm h

Aukko.m2 10,046

Riisi. Kuva 3. Tietokoneen monimutkainen käyttöliittymä: a - BO-visualisointi; b - geometriset ja tutkaparametrit; c - kokeellisten mittaustulosten taulukkoarvot ja laskentatulosten nykyiset arvot 3. Tietokonejärjestelmän käyttöliittymä: a) BO:n visualisointi; b) geometriset ja tutkaparametrit; c) taulukot kokeellisten näytteiden tulosten taulukoituista arvoista ja laskennan tulosten nykyarvoista

Voi. 20, ei. 06, 2017

Ovil Aviation High Technologies

Riisi. Kuva 4. BO-simulaattorin vertailuindeksit 4. BO-simulaattorin vertaileva indikatrisa

Luonnollisissa olosuhteissa suoritettujen mittaustulosten ja simulointitulosten vertaileva analyysi osoittaa, että simulointivirhe ei ylitä 3 dB:tä.

BO:n EPR:n muodostumisprosessin parantamiseksi, ottaen huomioon resonanssitaajuuden, parabolisen yhtälön menetelmää muutettiin. Muutos johti tehollisen alueen määrittämiseen ottaen huomioon tutkaheijastusjärjestelmän resonanssi (pallomainen dielektrinen heijastin ja kulmaheijastimien lohko). Numeeriseksi menetelmäksi valittiin elementtimenetelmä (FEM). Mallin oletetaan huomioivan aallon polarisaation ja kaiuttomat olosuhteet. FEM:n käyttö johtaa laskenta-ajan pidentämiseen elementtien koon pienentyessä ja niiden lukumäärän kasvussa, nimittäin kulmalohkon poikittaisosioiden lukumäärässä, siirtyen resonanssiilmiöön, mikä asettaa ehtoja differentiaaliyhtälöiden ratkaisulle osittaisissa derivaatoissa epäkoherentille kentällä rinnakkain || ja kohtisuorassa L:ään nähden

järjestelmän säteilyn suunta det = 0 . Edellä oleva huomioon ottaen laskettu ja

mitatut sirontaindeksit on mieluiten taulukoitu siten, että kulma-askel on 10° ja vaihtelee tasaisesti välillä 0 - 3600, kun taas amplitudiarvot tulostetaan siten, että skaalauskerroin on kätevä laskea. EPR:n numeeriset tutkimukset suoritettiin ottamalla huomioon kehitetyn mallin mukaisen resonanssin riippuen säteilytyskulmasta lasikuitusuojuksella ja ilman. Tutkimustulokset (kuva 4) osoittavat, että BO-simulaattorin taistelukärjen (HF) RCS kasvaa jo merkittävästi säteilytyskulmissa 10 - 80° ja säteilykulmissa 80 - 130°, tarvittavan arvon antaa itse asiassa erittäin sähköä johtava pinnoite. Pääkeilan amplitudi kulmassa 90 ja 270° on vastaavasti 3,8 m2 ilman kulmakappaletta ja 0° säteilytyskulmassa se on 2 m2 ja vastaavasti ilman lohkoa 1,35 m2.

MSTU:n tieteellinen tiedote GA_Volume 20, nro 06, 2017

Civil Aviation High Technologies Voi. 20, ei. 06, 2017

Kokeesta saadut ja kehitetyllä mallilla lasketut BO-simulaattorin EPR-indikaattorin approksimoivat polynomit on esitetty taulukossa. 1 ja 2.

pöytä 1

1°-4° 81° 6r 4m - 0,0007c3m + 0,0206r2m + °.2611rm + 1,35;

2 4°-9° 51°-6st4t - 0,0013a3t + 0,121 g2t + 4,8181 gt + 71,42;

3 9°-13° 110-5r4 t - 0,0063 g3t + 1,071 g2 t - 80,487 gt + 2261,5;

4 13°-17° -110 5g 4t + 0,0072s3t - 1,5851 g2t + 154,39st - 5619,7;

5 17°-19° -0,0057 g2t + 2,059 gt - 185,07;

6 19°-23° -910-6s4t + 0,0079g3t - 2,527s2t + 359,62gt - 19149;

7 23°-26° -910-7s4t + 0,0008g3t - 0,28g2t + 44,532gt - 2581,6;

8 26°-28° -0,026 g2t + 14,036 gt - 1891,4;

9 28°-31° 0,0009g2t - 0,5557gt + 82,653;

1° 31°-34° 0,0017 g2 t - 1,1205 gt + 185,07;

11 34°-36° 1,0252 GT + 1,1819;

Taulukko 2

Nro Kulman suunta, astetta Approksimoiva polynomi (verhokäyrä) gt, m2

1°-4° 210-6r4 t - 0,0001 g3t + 0,0012r2 t + °,0°19gt - 1,39;

2 4°-9° 110-5r4 t - 0,0025 g3t + 0,2352 g2 t - 9,6315 gt + 145,52;

3 9°-13° -2 105 g4 t + 0,0109 g3 t - 1,8145 g2 t + 132,81 gt + 3613

4 13°-17° -6 1°-6g4t + 0,0038g3t - 0,8712g2t + 89,711 gt - 3456,7

5 17°-19° -8 10-6 gt + 1,47

6 19 ° -23 ° -310 "6 g4 t - 0,0024 g3 t + 0,7664 g2 t - 1 ° 8,22 gt + 5721,8

7 23°-26° -210"4g4 t - 0,1773 g2 t + 42,728 gt + 3433,3

8 26°-28° -0,0139g2t + 7,6375gt - 1042,7

9 28°-31° 0,0052g2t - 3,1304gt + 470,82

1° 31° - 34° 0,0034g2t - 2,1686gt + 345,6

11 34°-36° 1,39

Taulukoissa annettujen tietojen analysoinnin tuloksena havaittiin, että BO-simulaattorin HF:n EPR ominaisjohtavuuskertoimella 5,2 10-17 1/s:

Kehitetyn mallin mukaan ai = 1,428 m2;

Kokeen mukaan aP = 1,78 m2.

Voi. 20, ei. 06, 2017

Siviili-ilmailun huipputeknologiat

Kehitetyn mallin BO-simulaattorin HF:n EPR:n numeeristen arvojen saamiseksi huomioimatta suojusta, on tarpeen ottaa huomioon lasikuitusuojien läpimenokerroin, joka on 3.

Tämä johtuu lasikuitusuojuksen radioläpinäkyvyyden kohonneista teknisistä vaatimuksista. Huomaa, että kaikkia yllä olevia indikaattoreita on käännetty 900 kulmassa ja ohjelmisto tarjoaa mahdollisuuden kääntää indikaattoreita kulmassa 90, 180 ja 2700. Näistä kuvista näkyy myös, että HF-simulaattorin RCS:llä suojuksella ja ilman sitä on samanlainen muoto ja amplitudi.

Ballistisen kohteen simulaattoriksi valittiin monimutkainen tutkaheijastin, joka oli valmistettu häviöttömästä eristeestä erittäin sähköä johtavalla metalliseoksella päällystetyn pallon muodossa, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Ballististen esineiden simulaattorin vertailuindeksit esitetään graafisesti.

Esimerkkejä BO-simulaattorin HF:n RCS:n numeerisista laskelmista, joissa RCS on kasvanut ja joka kulmanäkymä on kasvanut, laskenta osoitti menetelmän suuren tarkkuuden, joka on enintään 1-5%. BO-simulaattorin HF-muunnelmien EPR:n lasketut indikaattorit määritetään.

Tulosten mukaan tutkittiin BO-simulaattorin taistelukärjen muunnelmia, joissa on lisätty RCS ja parannettu kaikki kulmanäkymät tutkadielektrisen heijastimen optimaalisella sijoittelulla ja kulmalohkolla, jossa on eristeheijastimien poikkileikkaus, ja osoitettiin, että BO-simulaattorin jokakulmanäkymä kasvaa 2 kertaa ja GS:n RCS kasvaa 44 kertaa. Tämä tulos riippuu dielektrisen materiaalin ja lasikuidun ominaisuuksista, jotka osoittavat, että resonanssitaajuus on 10-14 GHz, ja erittäin johtavan pinnoitteen paksuus on 6-9 mikronia dielektrisen heijastimen pinnalla ja 15-20 mikronia kulmalohkon pinnoilla.

KIRJASTUS

1. Radioelektroniset järjestelmät. Rakentamisen ja teorian perusteet: hakuteos / toim. minä Shirman. M.: CJSC "Makvis", 1998. 825 s.

2. Lavastus E.A. Radioaaltojen sironta monimutkaisen muotoisille kappaleille. Moskova: Radio ja viestintä, 1986. 183 s.

3. Makarovets N.A., Sebyakin A.Yu. Ilmakohdesimulaattorin pääosan tehokkaan sironta-alueen mittaus // Radiopäivälle omistetun XXIV:n tieteellisen istunnon abstraktien kokoelma. Tula: TulGU, 2006, s. 176-179.

5. Taflove A., Hagness S. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference TimeDomain Method, NY, Artech House, 2000, 467 s.

6. Gibbson D. Momenttien menetelmä sähkömagnetiikassa. NY, Chapman & Hall CRC, 2008, 594 s.

7. Ufimtsev P.Ya. Diffraktioteorian perusteet. M.: Binom, 2009. 352 s.

8. Millimetritutka: havaitsemis- ja ohjausmenetelmät luonnollisen ja järjestäytyneen häiriön vaikutuksesta / A.B. Borzov [tohtori]. M.: Radiotehnika, 2010. 376 s.

9. Menetelmät monimutkaisten tutkaobjektien geometristen mallien synteesiin / A.B. Borzov [et al.] // Sähkömagneettiset aallot ja elektroniset järjestelmät. 2003. V. 8. Nro 5. S. 55-63.

10. Antifeev V.N., Borzov A.B., Suchkov V.B. Monimutkaisten kohteiden tutkan hajakenttien fyysiset mallit. M.: Kustantaja MSTU im. N.E. Bauman, 2003. 61 s.

11. ^bak V.O. Tutkaheijastimet. M.: Maallinen radio. 1975. 244 s.

Siviili-ilmailun huipputeknologiat

Voi. 20, ei. 06, 2017

12. Meizels E.N., ToproBaHoB V.A. Tutkakohteiden sirontaominaisuuksien mittaus. Moskova: Neuvostoliiton radio. 1972. 232 s.

13. Teoreettiset ja kokeelliset tutkimukset dihedraalisten ja kolmiedristen koveroiden rakenteiden polarisaatioominaisuuksista / A.B. Borzov [et al.] // Sähkömagneettiset aallot ja elektroniset järjestelmät. 2010. V. 15. Nro 7. S. 27-40.

14. Ryhmäilmakohteen havaitseminen kulmakohinalla / N.S. Akinshin, E.A. Amirbekov, R.P. Bystrov, A.V. Khomyakov // Radiotekniikka, 2014. Nro 12. S. 70-76.

Akinshin Ruslan Nikolaevich, teknisten tieteiden tohtori, apulaisprofessori, johtava tutkija, SPP RAS, [sähköposti suojattu].

Bortnikov Andrey Aleksandrovich, JSC "TsKBA" johtava insinööri, [sähköposti suojattu].

Tsybin Stanislav Mikhailovich, JSC "TsKBA" johtava insinööri, [sähköposti suojattu].

Mamon Juri Ivanovitš, teknisten tieteiden tohtori, TsKBA JSC:n pääasiantuntija, [sähköposti suojattu].

Minakov Evgeny Ivanovich, teknisten tieteiden tohtori, apulaisprofessori, Tulan osavaltion yliopiston professori, [sähköposti suojattu].

MALLI JA ALGORITMI TUTKASIMULAATTORIN OBJEKTIN TEHOKASSIJONNAN NELIÖN LASKEMISTA

Ruslan N. Akinshin1, Andrey A. Bortnikov2, Stanislav M. Tsibin2, Juri I. Mamon2, Evgenii I. Minakov3

1SSP RAS, Moskova, Venäjä 2CDBAE, Tula, Venäjä 3Tula State University, Tula, Venäjä

Vähennä sitten ballististen objektien (BO) simulaattoreiden heijastusominaisuuksien kenttätestien kustannuksia, on suositeltavaa kehittää malli ja algoritmi tutkakohteiden tehokkaan pintasirontalaskentaan. Ballististen kohteiden simulaattoriksi valitaan monimutkainen tutkaheijastin, joka on valmistettu häviöttömästä dielektristä. Se näyttää pallomaiselta Luneburg-linssiltä, ​​jossa on korkean johtavuuden metalliseospinnoite sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Luneburg-linssin sisäpinnalta tulevan heijastuksen aukon versiot ehdotetaan. Kehitetään suunnittelun elementtien heijastuksen fyysinen malli ja mallinnustekniikka tehokkaan pintasironnan laskenta-algoritmilla. Ballististen kohteiden resonanssitehollisen pintasirontalaskenta-algoritmi on laadittu. Tämä algoritmi esitetään graafisessa muodossa. Laskentakompleksin käyttöliittymä esitetään. Ballistisen kohteen simulaattoriksi valitsimme monimutkaisen tutkaheijastimen, joka on valmistettu häviöttömästä dielektrisestä pallosta, jossa on korkean johtavuuden metalliseospinnoite, sekä katkaistu kartio, kiekko ja sylinterimäiset elementit. Ballististen esineiden simulaattorin vertailuindikaattorit esitetään. Tehdään johtopäätös in situ -mittausten tulosten ja mallinnustulosten vertailevasta analyysistä. Esimerkkejä ESR:n numeerisista laskelmista BO-simulaattorin pään osassa, jossa ESR on kasvanut ja joka näkökulma on suurempi. Analysoidaan BO-simulaattorin pään osien vaihtoehdot, joissa on lisätty ESR ja parannettu kaikki näkökulmat optimaalisella tutkadielektrisen heijastimen sijoittelulla ja kulmayksiköllä, jossa on eristeheijastimien poikkisijoitus.

Avainsanat: tehokas pintasironta, ballistinen kohde, tutkaheijastin.

1. Radioelektroniset järjestelmät. Perusrakenne. Hakuteos. M., Joint-Stock Company "Makvis", 1998, 825 s. (englanniksi)

Voi. 20, ei. 06, 2017

Siviili-ilmailun huipputeknologiat

2 Stager E.A. Rasseyanie radiovoln na telach slozhnoy formy. M., Radio and Communication, 1986, 183 s. (englanniksi)

3. Makarovets N.A., Sebyakin A.Yu. Izmerenie effektivnoy ploschadi rasseyaniya golovnoy chasti imitatora vozdushnoy tseli. . Tula, Tula State University, 2006, pp. 176-179. (englanniksi)

4 Sullivan D.M. Sähkömagneettinen simulointi FDTD-menetelmällä. NY, IEEE Press, 2000, 165 s.

5. Taflove A., Hagness S. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference TimeDomain Method. NY, Artech House, 2000, 467 s.

6. Gibbson D. Momenttien menetelmä sähkömagnetiikassa. NY, Chapman & Hall CRC, 2008, 594 s.

7. Ufimtsev P.Ya. Osnovy fizicheskoy theorii difraktsii. M., Binom, 2009, 352 s. (englanniksi)

8. Millimetrovaya radiolokatsiya: metody obnaruzheniya I navedeniya v usloviyah estestvennyh Järjestin pomeh. A.B. Borzov. M., Radiotekhnika, 2010, 376 s. (englanniksi)

9. Metody sinteza geometricheskih modeley slozhnyh radiolokatsionnyh ob "ektov. A.B. Borzov. Elektromagnitnye volny I elektronnye sistemy, 2003, nro 5, s. 55-63. (venäjäksi)

10. Antifejev V.N., Borzov A.B., Suchkov V.B. Fizicheskie modeli radiolokatsionnyh poley rasseyaniya ob "ektov slozhnoy formy. M., MSTU n. N.E. Bauman, 2003, 61 s. (venäjäksi)

11. Kobak V.O. Radiolocatsionnye heijastukset. M., Neuvostoliiton radio, 1975, 244 s. (englanniksi)

12. Maisels E.N., Torgovanov V.A. Izmerenie harakteristik rasseyaniya radiolokatsionnyh tseley. M., Neuvostoliiton radio, 1972, 232 s. (englanniksi)

13. Teoreticheskie i eksperimentalnye issledovaniya polyarizatsionnyh harakteristik dvugran-nyh struktur. Borzov A.B. . Elektromagnitnye volny ja elektronnye systemy. Radiotechnika, 2014, nro. 12, s. 70-76. (englanniksi)

TIETOA TEKIJÄSTÄ

Ruslan N. Akinshin, teknisten tieteiden tohtori, apulaisprofessori, RAS:n SPP:n vanhempi tutkija, [sähköposti suojattu].

Andrey A. Bortnikov, JSC TsKBA:n johtava insinööri, [sähköposti suojattu].

Stanislav M. Tsibin, JSC TsKBA:n johtava insinööri, [sähköposti suojattu].

Yury I. Mamon, teknisten tieteiden tohtori, JSC TsKBA:n pääasiantuntija, [sähköposti suojattu].