www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Зона Френеля

Рисунок 1. Зона Френеля для радиосвязи

Рисунок 1. Зона Френеля для радиосвязи

Зона Френеля

При распространении электромагнитной волны между двумя точками, расстояние между которыми много больше длины волны, ее энергия сосредоточена в некоторой области пространства вокруг прямой линии, соединяющей эти точки. В зависимости от фазы волны в точках на разных расстояниях от прямой линии таких областей может быть построено множество. Такие зоны, называемые зонами Френеля, представляют собой множество концентрических эллипсоидов вращения, полюсами которых являются точки, между которыми распространяется волна. Практически вся энергия волны сосредотачивается в нескольких первых зонах Френеля. Для приблизительных практических расчетов и оценок во многих случаях принимают во внимание только первую зону Френеля (Рисунок 1).

Размеры первой зоны Френеля определяются расстоянием d между точками излучения и приема, а также длиной волны λ. Размер полуоси b эллипсоида можно определить по формуле:

(1)

Исходя из энергетического смысла, для беспрепятственного распространения электромагнитной волны между двумя точками в первой зоне Френеля должны отсутствовать препятствия, по крайней мере, размеры которых соизмеримы с длиной волны. Наличие препятствий таких размеров будет приводить к возникновению отраженных волн, которые, взаимодействуя с прямой волной в точке наблюдения, могут приводить к ослаблению волны.

Зона Френеля для радиолокации

Рисунок 2. Зона Френеля для радиолокации

Зона Френеля в радиолокации

Для радиолокационных систем при построении зоны Френеля следует учитывать, кроме перечисленных выше величин, еще и вращение антенны. Если параметры зоны Френеля таковы, что она касается земной поверхности, то возникает кольцевая полоса на этой поверхности (Рисунок 2). Поперечный размер полосы определяется из условия, что фазы волны в начале и в конце полосы отличаются на 180°. Такие полосы иногда также называют зонами Френеля. Наличие неровностей поверхности в пределах зоны Френеля влияет на формирование диаграммы направленности антенны радиолокатора, на интенсивность волны в точке цели и, следовательно, на мощность принимаемого эхо-сигнала. Приближенно размеры зоны Френеля на земной поверхности вокруг радиолокатора можно рассчитать по формулам:

(2)

  • h = высота антенны над поверхностью земли
  • λ = длина волны излучения передатчика