Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Флуктуациялық жоғалту – радар жүйелерінде мақсатты нысан қозғалғанда немесе радиолокациялық жүйеге қатысты бағытын өзгерткенде байқалатын құбылыс. 1950 жылдары Питер Сверлинг оны жан-жақты зерттеді және осы құбылысты модельдеу үшін Сверлинг модельдерін енгізді. Сондықтан, оны кейде Сверлинг жоғалтуы немесе осыған ұқсас атаулармен де атайды. Бұл әсер радар сигналының толқын ұзындығына шаққанда мақсаттың физикалық мөлшері белгілі бір диапазон шегінде болғанда пайда болады. Сигнал нысананың әртүрлі бөліктерінен шағылысқандықтан, радар қабылдағышына қайтып келгенде олар бір-бірімен араласып, кедергі тудыруы мүмкін. Радар теңдеуінен есептелген негізгі сигналмен салыстырғанда, станциядан кез келген қашықтықта бұл сигналдың күшеюіне немесе әлсіреуіне себеп болады. Нысан қозғалғанда, осы үлгілер өзгереді, сигналдың күші ауытқиды және кейбір сәттерде сигнал мүлдем жоғалуы мүмкін. Бұл әсерді бірнеше жиілікте жұмыс істеу арқылы немесе импульстік қысу сияқты, импульс кезеңінде жиілікті өзгертетін модуляция техникаларын қолдану арқылы азайтуға немесе жоюға болады. Мұндай жағдайларда, нысаннан шағылысқан сигналдың үлгісі екі түрлі жиілікте бірдей деструктивті кедергі тудыруы екіталай. Сверлинг осы әсерлерді 1954 жылы RAND корпорациясында жұмыс істеген кезінде жариялаған танымал мақаласында модельдеді. Сверлингтің модельдері бірнеше кішкентай шағылыстырғыштардың немесе көптеген кішкентай және бір үлкен шағылыстырғыштардың әсерін қарастырды. Бұл, мысалы, ұшақтар сияқты нақты нысандарды модельдеуге және күтілетін флуктуациялық жоғалтудың әсерін түсінуге мүмкіндік берді.
Fluctuation loss is an effect seen in radar systems as the target object moves or changes its orientation relative to the radar system. It was extensively studied during the 1950s by Peter Swerling, who introduced the Swerling models to allow the effect to be simulated. For this reason, it is sometimes known as Swerling loss or similar names. The effect occurs when the target's physical size is within a key range of values relative to the wavelength of the radar signal. As the signal reflects off various parts of the target, they may interfere as they return to the radar receiver. At any single distance from the station, this will cause the signal to be amplified or diminished compared to the baseline signal one calculates from the radar equation. As the target moves, these patterns change. This causes the signal to fluctuate in strength and may cause it to disappear entirely at certain times. The effect can be reduced or eliminated by operating on more than one frequency or using modulation techniques like pulse compression that change the frequency over the period of a pulse. In these cases, it is unlikely that the pattern of reflections from the target causes the same destructive interference at two different frequencies. Swerling modeled these effects in a famous 1954 paper introduced while working at RAND Corporation. Swerling's models considered the contribution of multiple small reflectors, or many small reflectors and a single large one. This offered the ability to model real world objects like aircraft to understand the expected fluctuation loss effects.
Флуктуациялық шығын
Берілген нысананың қайтаратын сигналының күшін қарастыру үшін радар теңдеуі нысананы белгілі бір радарлық қимасы (RCS) бар кеңістіктегі бір нүкте ретінде моделеді. RCS-ті ең қарапайым жағдайларды – тік бұрышты бет немесе шар – қоспағанда бағалау қиын. Егжей-тегжейлі компьютерлік модельдеу енгізілгенге дейін, нақты әлемдегі нысаналардың RCS көбінесе бірінші принциптерден есептеудің орнына өлшенді. Мұндай модельдер радар сигналы нысананың бірнеше нүктесінен шағылысуынан туындайтын нақты әлемдегі әсерлерді ескермейді. Егер осы нүктелер арасындағы қашықтық радар сигналының толқын ұзындығына шамалас болса, шағылыс толқындық интерференцияға ұшырайды, бұл сигналдың күшеюіне немесе әлсіреуіне әкелуі мүмкін, бұл жол ұзындығына байланысты. Радар нысанаға қатысты қозғалғанда, бұл қашықтықтар өзгереді және тұрақты түрде өзгеретін сигнал тудырады. Радар дисплейінде бұл сигналдың жоғалып-қайта пайда болуына себеп болады, нысананы бақылауды қиындатады. Бұл әсер көлік қозғалғанда радиосигналдардың әлсіреуіне ұқсас, бұл көп жолды таралудан туындайды. Бұл әсерді азайту немесе жоюдың бір жолы – радар сигналында екі немесе одан көп жиіліктерді пайдалану. Егер ұшақтың бөліктері арасындағы қашықтықтар екі толқын ұзындығының еселігіне сәйкес келмесе, оларды тиісті жиілікті таңдау арқылы жоюға болады, сонда екі сигналдың бірі әдетте бұл әсерден бос болады. Мысалы, бұл AN/FPS 24 радарында қолданылған. Мұндай көп жиілікті сигналдар радар жүйесіне жиіліктік икемділікті де береді, бұл карцинотрондан кедергілерді болдырмау үшін пайдалы, сондықтан 1960 жылдардың көптеген радарларында, тіпті бұл нақты жобалау мақсаты болмаса да, ауытқу шығындарын азайту мүмкіндігі болды.
For basic considerations of the strength of a signal returned by a given target, the radar equation models the target as a single point in space with a given radar cross section (RCS). The RCS is difficult to estimate except for the most basic cases, like a perpendicular surface or a sphere. Before the introduction of detailed computer modeling, the RCS for real world objects was generally measured instead of calculated from first principles. Such models fail to account for real world effects due to the radar signal reflecting off multiple points on the target. If the distance between these points is on the order of the wavelength of the radar signal, the reflections are subject to wave interference effects that can cause the signal to be amplified or diminished depending on the exact path lengths. As the target moves in relation to the radar, these distances change and create a constantly changing signal. On the radar display, this causes the signal to fade in and out, making target tracking difficult. This effect is identical to the fading that occurs in radio signals in a car as it moves about, which is caused by multipath propagation. One way to reduce or eliminate this effect is to have two or more frequencies in the radar signal. Unless the distances between the aircraft parts are distributed at a multiple of both wavelengths, which can be eliminated by selecting suitable frequencies, one of the two signals will generally be free of this effect. This was used in the AN/FPS 24 radar, for instance. Multi frequency signals of this sort also give the radar system frequency agility, which is useful for avoiding jamming from a carcinotron, so most radars of the 1960s had some capability to avoid fluctuation loss even if this was not an explicit design goal.
Сверлинг I
Радиолокациялық қимасы хи-квадрат ықтималдық тығыздық функциясына сәйкес өзгеретін модель, мұндағы бостандық дәрежесі екіге тең. Бұл модель шамамен тең аудандары бар көптеген тәуелсіз шашыратушылардан тұратын нысанаға қатысты. Бұл таралуды шашыраңқы беттердің жартысына жуығы ғана тудыра алады. Бұл модель әсіресе ұшақ пішіндерін қарастыру үшін пайдалы. Swerling I нысананың жылдамдығы бақылау уақытына қарағанда төмен болған жағдайды сипаттайды, сондықтан оны қозғалмайтын деп есептеуге болады. Бұл сканерлейтін радар үшін тән, ол сигналын нысана арқылы салыстырмалы түрде қысқа уақыт ішінде, көбінесе миллисекундтармен өткізеді. Нысананың қозғалысы осылайша тек скандаудан скандауға көрінеді, скандау ішінде емес. Бұл жағдайда pdf келесідей кешіріледі:
A model where the RCS varies according to a chi squared probability density function with two degrees of freedom This applies to a target that is made up of many independent scatterers of roughly equal areas. As few as half a dozen scattering surfaces can produce this distribution. This model is particularly useful for considering aircraft shapes. Swerling I describes the case in which the target's velocity is low compared to the observation time, and can thus be considered non moving. This is the case for a scanning radar, which sweeps its signal past the target in a relatively short time, often on the order of milliseconds. The motion of the target is thus seen only from scan to scan, not intra scan. In this case, the pdf reduces to:
Сверлинг II
Swerling I-ге ұқсас, бірақ RCS мәндері сканда емес, импульстан импульске өзгереді. Бұл өте жоғары жылдамдықты нысаналар үшін немесе, көбінесе, бір нысанаға тікелей бағытталған отты басқару радары немесе іздеу радары сияқты "көріп тұратын" радарлар үшін тән.
Similar to Swerling I, except the RCS values change from pulse to pulse, instead of scan to scan. This is the case for very high speed targets, or, more commonly, "staring" radars like fire control radars or search radars that are locked on to a single target.
Сверлинг III
RCS төрт еркіндік дәрежесі бар хи-квадрат ықтималдық тығыздық функциясына сәйкес өзгеретін модель. Бұл PDF бір үлкен шашырату беті және бірнеше кіші шашырату беттері бар нысанды жуықтап көрсетеді. Мысалға, кейбір тікұшақтар мен ұқсас, винт немесе ротор тұрақты күшті сигнал беретін винттік ұшақтарды келтіруге болады. III модель I модельге ұқсас, бірақ RCS бір скандау кезінде тұрақты болып есептеледі. Ондағы PDF келесідей болады:
A model where the RCS varies according to a Chi squared probability density function with four degrees of freedom This PDF approximates an object with one large scattering surface with several other small scattering surfaces. Examples include some helicopters and propeller driven aircraft, as the propeller/rotor provides a strong constant signal. Model III is the analog of I, considering the case where the RCS is constant through a single scan. The pdf becomes:
Сверлинг IV
Swerling III-ге ұқсас, бірақ RCS сканға қарай емес, импульсқа қарай өзгереді.
Similar to Swerling III, but the RCS varies from pulse to pulse rather than from scan to scan.
Swerling V (сонымен қатар Swerling 0 деп те аталады)
Тұрақты RCS, шексіз еркіндік дәрежесіне сәйкес келеді.
Constant RCS, corresponding to infinite degrees of freedom .