Радиофизика → РЛС
Деятельность объекта исследования( цель + РЛС) и учет фактора окружающей среды призвана непосредственно анализировать радиофизика, успехи которой впечатляют и, самое важное, сегодня зафиксированы в соответствующих информационных технологиях проектирования( САПР).
Обоснование процедур оценки координатных параметров не вызывает серьезных трудностей. Здесь физика достаточно хорошо освоена и понятна, а радиолокация воплотила соответствующие результаты в эффективные процедуры получения подобных оценок, базирующиеся на использовании аппарата функций неопределенности, распространенного на случаи определения угловых параметров, ускорений, траекторных параметров, поляризационной структуры. Хотя в последнее время появились так называемые сверхманевренные( интенсивно маневрирующие) цели, состояние которых описывается большим количеством координатных параметров, разрушающих « привычные » функции неопределенности и значительно усложняющих процедуры сопровождения целей и оценки их параметров вплоть до продольных и боковых ускорений, а также их производных. Эти факторы усиливаются при реализации режимов длительного когерентного накопления сигналов, когда это влияние проявляется в расширении сечений функции неопределенности по осям расстроек – по времени задержки и доплеровской частоте, уменьшении и смещении ее максимума. При анализе процедуры обнаружения целей в процессорах, использующих алгоритм преобразования Фурье, это проявляется в уменьшении амплитуды выходного сигнала, появлении множества « пиков » в выходном сигнале процессора. Указанные явления влияют на характеристики обнаружения, разрешающую способность, точность измерения дальности и скорости целей. Большие значения ускорений и их производных предъявляют более жесткие требованиях к точности и устойчивости функционирования соответствующих узлов РЛС.
Процедуры оценки координатных и некоординатных параметров, как правило, между собой уверенно разделяются( факторизуются), а потому рассмотрение процедур по оценке некоординатных параметров можно связать только со случаем неподвижного объекта наблюдения.
Оценивание некоординатных параметров в радиофизике рассматривается на дифракционном уровне( в электродинамике), когда по характеристикам рассеянного поля или собственного излучения определяются граничные условия( в нашем случае, форма, размеры, электрофизические свойства поверхности) объекта [ 15 ]. Очевидно, что успешно выполненная оценка граничных условий объекта наблюдения существенно облегчит определение всех некоординатных параметров цели. Интересна и иная постановка граничной задачи, когда по объекту и падающему на него полю оценивается рассеянное поле.
При этом различают две постановки граничной задачи – в стационарном и нестационарном варианте. В стационарном варианте исследуется установившееся поле вокруг объекта, когда временная структура падающего( а при линейных граничных условиях на объекте – и рассеянного) поля представляет синусоиду. Если внимание концентрируется на процессах установления рассеянного поля( переходных процессах) при любой временной структуре падающего поля, то граничная задача считается заданной в нестационарном варианте. Та часть объекта, которая возбуждается падающим на него полем, выступает для рассеянного поля как его источник( излучающая система).
Прежде всего, радиофизика дает ответ на вопрос – а нужно ли для однозначного воспроизведения граничных условий оценивать электромагнитное поле в каждой точке окружающего объект наблюдения пространства [ 15 ]. Если источники рассеянного поля сосредоточены в ограниченной области пространства( это происходит, когда размеры объекта наблюдения конечны и / или условия наблюдения обеспечивают облучение падающим полем только части объема объекта), то для стационарного варианта выявляют две зоны наблюдения рассеянного поля – ближнюю и дальнюю. Для излучающей антенны дальняя зона соответствует удалению от антенны, где можно оценивать ее диаграмму направленности. В теории дифракции( точнее, рассеяния) доказана теорема Вилкокса [ 15 ], утверждающая, что в стационарной постановке поле в любой точке ближней и дальней зон может быть строго воспроизведено по касательным компонентам электрического или магнитного поля( здесь « или » разделительное – одновременное задание этих касательных компонент электромагнитного поля избыточно), известным на поверхности сферы достаточно большого радиуса, окружающей излучающую систему. Требование достаточно большого радиуса говорит об удалении, превышающем границу дальней зоны. Для рассеянного поля фиксируемая на поверхности сферы в дальней зоне его источников структура касательных составляющих поля называется диаграммой рассеяния. Следовательно, в стационарной постановке диаграмма рассеяния полностью определяет все рассеянное поле.
В теории дифракции обычно рассматривается лишь прямая теорема единственности, формулирующая условия однозначного определения рассеянного поля. Показано, что в этом случае как для изотропной, так и анизотропной сред распространения( то есть практически для любых укрытых, заглубленных и подводных объектов) при задании граничных условий для заданных источников поля
No. 1( 7) / 2015, Морские информационно-управляющие системы 9