Радиолокационное обратное рассеяние и проникновение под поверхность. Эффективная площадь отражения (ЭПО) σ такой точечной цели, как самолёт, здание, грузовик и т.д. – это мера её эффективной площади, рассеивающей падающую волну в заданном направлении. ЭПО измеряется в квадратных метрах и является зависимой от угла функцией, форму которой для заданного угла освещения можно представить в виде диаграммы направленности. Когда угол рассеяния равняется углу освещения, говорят об обратном рассеянии сигнала. Большинство радиолокаторов принимает именно сигналы, рассеянные в обратном направлении.
Радиолокационное дистанционное зондирование имеет дело, в основном, не с отдельными точечными, а распределенными по площади целями, такими как поверхности суши и моря. И здесь большинство применяемых локаторов скаттерометры, альтиметры и РСА – служит для регистрации рассеянных в обратном направлении сигналов.
Взволнованная водная поверхность Спокойная водная поверхность (а) (b)
Шероховатая земная поверхность Ровная земная поверхность с высокой влажностью почвы с высокой влажностью почвы (с) (d)
Шероховатая земная поверхность Ровная земная поверхность с низкой влажностью почвы с низкой влажностью почвы
(е) ( f )
Рис. 30. (а) Рассеяние радиоволны, падающей на взволнованную водную поверхность, имеет диффузный характер и слабо зависит от угла рассеянии; обратное рассеяние невелико. (b) Рассеяние на гладкой водной поверхности становится зеркальным, при этом большая часть энергии рассеивается вперед и относительно малая - в обратном от локатора направлении. Вода практически непроницаема вследствие её высокой диэлектрической постоянной, (с) Волна, падающая на шероховатую поверхность суши с высокой влажностью, также рассеивается диффузно с очень небольшим проникновением в грунт, (d) При относительно ровной влажной почве происходит сильное зеркальное рассеяние в направлении от локатора, (е) и (f) Когда грунт сухой (например, песчаный грунт пустынных районов), глубина проникновения может составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от сухости грунта.
Интенсивность сигналов, рассеянных в обратном направлении распределенными по площади целями, характеризуется коэффициентом обратного рассеяния σ°, который определяется как удельная ЭПО (ЭПО единицы площади). Коэффициент обратного рассеяния – безразмерная величина, фактически имеющая размерность м2/м2.
Как показано на рис. 30, шероховатая по отношению к длине волны поверхность имеет диффузные рассеивающие свойства, т.е. рассеянный назад сигнал сравним по интенсивности с рассеянным вперед. Спокойная водная поверхность рассеивает большую часть падающей энергии вперед, так что коэффициент обратного рассеяния такой поверхности очень мал. Вследствие высокой диэлектрической проницаемости воды, радиоволны L-диапазона и более высоких частот практически не проникают в глубь воды, хотя иногда подповерхностные особенности, воздействующие на поверхностное волнение, заметны.
Большинство образующих сушу природных материалов частично прозрачны в СВЧ-диапазоне. Вновь обратимся к рис. 30, где изображена волна, падающая на поверхность суши. Часть энергии волны рассеивается назад в воздух, оставшаяся энергия проходит сквозь границу в грунт. Рассеянная поверхностью компонента излучения называется вкладом поверхностного рассеяния. Если вещество грунта пространственно неоднородно (рис. 2.8f), то может происходить объёмное рассеяние на неоднородностях. Рассеянная в обратном направлении и прошедшая сквозь границу в направлении локатора компонента излучения называется вкладом объёмного рассеяния. Глубина проникновения δрв среду определяется как глубина под поверхностью, на которой энергия излученной волны уменьшается до 36.8% (1/е)по отношению к энергии волны на границе. В большинстве ситуаций вертикальная протяженность (в среде) области, рассеивающей в обратном направлении большую часть энергии, принятой радиолокатором, составляет от одного до трёх значений глубины проникновения δр.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.