Радиолокационные установки

Тогда разность фаз прямого и отраженного лучей

. (1.3)

Суммарное электрическое поле в точке приема прямого и отраженного лучей при сделанных допущениях вычисляется по формуле

, , (1.4)

где Е0 - напряженность поля, создаваемая излучающей антенной на некотором опорном расстоянии d0 в свободном пространстве (без учета отражения), .

На больших удалениях, когда выполняется соотношение

,

. (1.5)

Суммарное поле в этом случае может быть аппроксимировано выражением

,, (1.6)

где К - константа, связанная с амплитудой поля Е0, высотами подвеса антенн и длиной волны. Мощность, принятая приемной антенной, пропорциональна квадрату напряженность поля:

. (1.7)

Из формулы (1.7) видно, что на больших расстояниях принятая мощность убывает обратно пропорционально d4 или 40 дБ на декаду. Это существенно быстрее, чем в свободном пространстве.

Для двухлучевой модели в соответствии с (1.7) потери мощности в радиоканале определяются выражением

, дБ. (1.8)

1.2 Прохождение плоской электромагнитной волны через плоский слой диэлектрика

Пусть плоская волна падает нормально на границу I плоского слоя диэлектрика (рисунок 1.3, а). Часть энергии волны отразится от границы I и будет распространяться в обратном направлении, а часть проникнет сквозь границу I и будет распространяться в прямом направлении до границы II. Здесь будет наблюдаться аналогичная картина: часть энергии проникнет сквозь границу II, а другая часть отразится от этой границы и будет распространяться к границе I и т.д.

Рис.1.3 Волны вблизи диэлектрического слоя:

а - нормальное падение волны, б - косое падение волны.

Введем следующие обозначения: A - волна, падающая на слой диэлектрика; B - волна, движущаяся от границы I влево (сумма первичной отраженной волны и всех волн, проникающих через границу I справа); C - волна, движущаяся в слое слева направо (сумма первичной проникающей через границу I волны и всех волн, отраженных от этой границы внутрь слоя); D - волна, движущаяся в слое справа налево (сумма всех волн, отраженных от границы II); F - волна, прошедшая сквозь границу II (сумма всех волн, проникших через эту границу).

Величины A, B, C, D, F выражают комплексные значения амплитуд электрических векторов соответствующих волн.

Радиопрозрачность слоя характеризуется двумя величинами:

коэффициентом отражения

(1.9)

и коэффициентом прохождения

. (1.10)

Оба коэффициента так же, как и напряженности A, B, F, являются, вообще говоря, комплексными.

Учитывая непрерывность касательных составляющих электрического и магнитного полей на границах сред воздух - диэлектрик, можно выразить комплексные амплитуды отраженной (B) и прошедшей сквозь слой (F) волн через комплексную амплитуду падающей волны (A) и затем с помощью соотношений (1.9) и (1.10) получить формулы для расчета коэффициентов R и T.

Если волна падает на слой под косым углом, то отраженную волну и волну, прошедшую сквозь слой, находят путем суммирования волн всех “порядков" B1, B2, …, а также соответственно F1, F2, … (рисунок 1.3, б).

Расчетные формулы для коэффициентов R и T имеют вид [22]

(1.11)

, (1.12)

где. (1.13)

Здесь d - толщина слоя; f- частота; с = 3*108 - скорость света в вакууме; r - коэффициент отражения на границе сред воздух - диэлектрик.

Коэффициент отражения для поля вертикальной поляризации

. (1.14)

Коэффициент отражения для поля горизонтальной поляризации

, (1.15)

где Zi - характеристическое сопротивление 1-й или 2-й среды.

. (1.16)

Если первая среда - свободное пространство (e1=1), а вторая среда не обладает магнитными свойствами (m1 = m0), то выражения (1.14), (1.15) упрощаются:

, (1.17)

. (1.18)

Рис.1.4 Зависимость коэффициента отражения волны вертикальной и горизонтальной поляризации от угла падения , падающей на бетонную поверхность (er = 6.1)

Для углов падения, близких к скользящим , коэффициенты отражения ; .

Для некоторого угла коэффициент отражения для волны вертикальной поляризации . Этот угол называется углом Брюстера qБР (угол, для которого нет отраженной волны вертикальной поляризации):

. (1.19)

Если первая среда - воздух, а диэлектрическая проницаемость второй среды er, то

. (1.20)

Угол Брюстера имеет место только для вертикальной поляризации поля. Коэффициент прохождения слоя можно представить в виде

. (1.21)

Если из аргумента Фсл вычесть запаздывание по фазе Ф0, существовавшее на отрезке, равном толщине слоя до его размещения на пути волны, то получим дополнительный сдвиг по фазе, вносимый слоем,

 Скачать реферат