波动损耗

波动损耗是在雷达系统中看到的一种效应,因为目标物体移动或改变其相对于雷达系统的方向。在20世纪50年代,彼得-斯沃林对它进行了广泛的研究,他提出了斯沃林模型,以便对这种效应进行模拟。

由于这个原因,它有时被称为斯沃林损失或类似的名称。当目标的物理尺寸在相对于雷达信号波长的一个关键值范围内时,该效应就会发生。当信号从目标的各个部分反射出来时,它们在返回到雷达接收器时可能会发生干扰。

在离站台的任何一个距离,这将导致信号与从雷达方程计算出的基线信号相比被放大或减弱。随着目标的移动,这些模式会发生变化。这导致信号的强度波动,并可能导致信号在某些时候完全消失。

这种影响可以通过在一个以上的频率上操作或使用调制技术(如脉冲压缩)来减少或消除,在脉冲的周期内改变频率。在这些情况下,来自目标的反射模式不太可能在两个不同的频率上引起相同的破坏性干扰。

斯沃林在1954年在兰德公司工作时推出的一篇著名论文中对这些效应进行了建模。斯沃林的模型考虑了多个小反射器的贡献,或许多小反射器和一个大反射器的贡献。这提供了对现实世界的物体如飞机进行建模的能力,以了解预期的波动损失效应。

波动损耗

对于给定目标返回的信号强度的基本考虑,雷达方程将目标建模为空间中具有给定雷达截面(RCS)的单一点。除了最基本的情况,如垂直面或球体,RCS很难估计。

在引入详细的计算机建模之前,现实世界物体的RCS通常是测量的,而不是从xxx原理计算的。

这种模型未能考虑到由于雷达信号从目标上的多个点上反射而产生的现实世界的影响。如果这些点之间的距离是雷达信号波长的数量级,反射会受到波的干扰效应,这可能导致信号被放大或缩小,这取决于确切的路径长度。

当目标相对于雷达移动时,这些距离会发生变化,并产生一个不断变化的信号。在雷达显示器上,这导致了信号的淡入淡出,使目标跟踪变得困难。

这种效果与汽车中的无线电信号在移动时发生的衰减相同,这是由于多径传播造成的。减少或消除这种效应的方法之一是在雷达信号中设置两个或更多的频率。

波动损耗

除非飞机部件之间的距离以两个波长的倍数分布,这可以通过选择合适的频率来消除,否则两个信号中的一个一般不会有这种效应。

例如在AN/FPS-24雷达中就采用了这种方式。这种多频信号也给雷达系统带来了频率上的灵活性,这对于避免来自癌细胞的干扰是很有用的,所以60年代的大多数雷达都有一些能力来避免波动损失,即使这不是一个明确的设计目标。

斯沃林目标模型

斯沃林目标模型通过将目标建模为一些单独的辐射器,并使用齐次分布考虑结果来解决这些问题。这并不总是容易确定的,因为某些物体可能从有限的角度范围内最常被看到。例如,一个海基雷达系统最有可能从侧面、正面和背面观察一艘船,但绝不会从顶部或底部观察。

m{displaystylem}是自由度除以2是自由度除以2。卡方概率密度函数中使用的自由度是一个与目标模型有关的正数。m的值m{displaystylem}在0.3和2之间。在0.3和2之间,已经被发现可以近似于某些简单的形状,如圆柱体或带鳍的圆柱体。

由于卡方分布的标准偏差与平均值的比率等于{displaystylem}等于无穷大,目标的RCS是不波动的。等于无穷大,目标的RCS是不波动的。这些模型之间的差异主要是对自由度和目标的一般布局。

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