от брегговских линий ( параметр Е ) описывает с учетом масштабирующей поправки скалярный спектр морского волнения , из которого выделяются параметры доминирующей длины морской волны и оценка ее средней высоты ( параметр F ). При наличии зыби в скалярном спектре морского волнения возможно не только определение ее длины волны , но и направление ее прихода . Для получения обобщенной оценки средней высоты морских волн ( балльности волнения ) используется соотношение площадей , заключенных под огибающими спектра первого и второго порядков ( параметр D / С ).
Как показали экспериментальные исследования , высокодостоверная гидрофизическая и метеорологическая информация получается из рассеянного морем сигнала посредством усреднения результатов нескольких зондирований . Это обусловлено как погрешностями , вносимыми трассой распространения , так и пространственно-временной неоднородностью случайного поля морского волнения . Для получения ( 15 … 20 % -х ) доверительных интервалов при контроле и измерении перечисленных выше параметров окружающей среды необходимо , как показывают выполненные теоретические расчеты [ 2 ], порядка 9 – 15 независимых зондирований морской поверхности .
Вследствие резонансного характера отражения , интегральный уровень сигналов от морской поверхности , поступающих на вход загоризонтной РЛС , определяется удельным сечением рассеяния , эквивалентным интенсивности отражения от поверхности моря единичных размеров , и общей площади , с которой аддитивно суммируются эти отражения ( для РЛС это площадь элемента разрешения ).
Специфический характер спектра отраженного морем сигнала , в котором всегда присутствуют брегговские линии , позволяет достаточно надежно фиксировать границы типа « земля-море » и « лед-море ». Это позволяет обнаруживать с помощью КВ РЛС свободные от льда участки моря , определять границы ледовых полей , обнаруживать и сопровождать отдельные льдины и айсберги на больших дистанциях .
Учитывая , что лед является более стабильной отражающей поверхностью , чем море , измерение скорости дрейфа ледовых полей , отдельных льдин и айсбергов возможно с точностью до единиц см / сек и менее . Экспериментальные измерения показали , что тонкий лед имеет примерно ту же отражательную способность , что и морская вода , а торосистый и толстый лед , а также айсберги , – примерно на 10 … 13 дБ выше , что обеспечивает надежное их выделение на фоне моря [ 3 ].
0
20
40
60
B
C
Отражения первого порядка
Рис . 1 . Характерный доплеровский спектр отражений от взволнованной морской поверхности для коротковолнового диапазона радиоволн амплитудный спектр [ дБ ]
130 120 110 100 90 80 70 60
100
-1
200
Отражения второго порядка
Рис . 2 . Спектр отражений от морской поверхности
0
300 400 500 600 700 номер доплеровского канала
D
Следует отметить , что КВ РЛС могут также иметь двойное назначение : помимо сбора гидрофизической и метеорологической информации они могут использоваться для управления движением надводных и воздушных объектов .
Загоризонтные РЛС поверхностной волны используют способность КВ-радиоволн распространяться на расстояние 300 – 400 км за счет дифракции вдоль электропроводной поверхности морской воды . При этом , хотя погонные энергетические потери при распространении за горизонт значительно выше , чем у традиционных « надгоризонтных » РЛС , вполне реально удается обнаруживать морские суда на дальностях , в 6 – 10 раз превышающих расстояние до радиогоризонта .
Эффективная отражающая поверхность моря первого порядка на больших расстояниях может превышать эффективную отражающую поверхность кораблей . К счастью , эти помехи охватывают очень небольшую часть доплеровского спектра , и найден эффективный способ их устранения , основанный на различиях в величине смещения спектральных максимумов помехи и полезного сигнала при перестройке на другую рабочую частоту [ 4 ].
C
G
F
D
1 F ( отн )
800
A
10 дБ
900
E
1000
62 Морские информационно-управляющие системы , 2018 / No . 1 ( 13 )