Przekrój radarowy
Rysunek 1: Schemat eksperymentalnego przekroju radarowego bombowca B–26 przy częstotliwości 3 GHz (wg Skolnika)
Rysunek 1: Schemat eksperymentalnego przekroju radarowego bombowca B–26 przy częstotliwości 3 GHz (wg Skolnika)
Przekrój radarowy
Kształt i zdolność rozpraszania wstecznego sygnału radarowego pochodzącego od celu nazywa się jego przekrojem radarowym. Angielska nazwa to Radar Cross Section, który stał się często używanym skrótem nazwy RCS. Grecka litera sigma σ jest używana jako symbol w równaniach. Jego jednostką jest metr kwadratowy.
Przekrój radarowy zależy od:
- Geometria statku powietrznego i jego przydatków;
- Kierunek, z którego nadchodzi wiązka radaru;
- Częstotliwość nadawania radaru;
- Materiał, z którego wykonany jest samolot
Wykorzystanie technologii „Stealth“ w celu zminimalizowania obszaru równoważnego radarowi zmniejsza wykrywalność samolotów wojskowych. Zależy on jednak od długości fali radarów przeciwnika i nie działa na radary VHF, takie jak P–12 i P–18, używane przez serbską obronę powietrzną podczas wojny w Kosowie.
Obliczanie powierzchni przekroju poprzecznego radaru
Przekrój radarowy jest miarą części energii wiązki, która zostanie cofnięta do radaru w stosunku do całkowitej energii uderzającej w cel. Cel teoretycznie działa jak kula, która jest rozproszona we wszystkich kierunkach. Jego powierzchnia wynosi (4π r2), więc przekrój radarowy σ jest zdefiniowany jako:
| σ = 4π r2· | Sr | gdzie |
σ — powierzchnia pozorna w [m²], miara zdolności do rozpraszania wstecznego. St — gęstość mocy nadajnika w miejscu ustawienia reflektora w [W/m²] Sr — gęstość mocy odbitej w miejscu odbioru w [W/m²] |
(1) |
| St |
Ponieważ gęstość mocy generowana przez nadajnik radaru i docierająca do punktu odbicia jest proporcjonalna do gęstości mocy odbitej powracającej do radaru, wszystkie inne wpływy, takie jak tłumienie w wolnej przestrzeni i odległość do radaru, są usuwane z równania. Zakłada się, że w przypadku radaru monostatycznego warunki propagacji są takie same na ścieżce nadawczej i zwrotnej.
Przekrój radarowy jest więc stosunkiem energii odbitej w kierunku radaru przez cel do energii gładkiej kuli o powierzchni 1 m² emitującej jednakowo we wszystkich kierunkach.
W tabeli 1 przedstawiono równanie σ dla różnych kształtów, gdy stosowana długość fali jest w zakresie rozpraszania optycznego:
Sygnał rozpraszany wstecznie przez kulę |
| |||||
Sygnał odbity od cylindra |
| |||||
Sygnał odbity od płytki prostopadłej do wiązki |
| |||||
Sygnał wstecznie rozproszony z płytki ustawionej pod kątem do wiązki |
Podobnie jak w poprzednim przykładzie, ale energia jest skierowana w zupełnie innym kierunku niż radar. Radar monostatyczny nie może w ogóle odbierać energii. Tylko radar bistatyczny, w którym nadajnik i odbiornik nie są umieszczone w jednej lokalizacji, może uzyskać energię, jeśli odbiornik znajduje się w kącie odbicia. |
Tabela 1: Przekrój radaru dla różnych typów celów.
Obszar równoważny radarowi dla celów punktowych
| Cele | RCS [m²] | RCS [dB] |
|---|---|---|
| ptak | 0.01 | -20 |
| mężczyzna | 1 | 0 |
| statek kabinowy | 10 | 10 |
| samochód | 100 | 20 |
| ciężarówka | 200 | 23 |
| reflektor rogowy | 20379 | 43.1 |
Tabela 2: Obszar równoważny radarowi dla celów punktowych.
Niektóre cele mają wysokie wartości radarowego pola przekroju poprzecznego ze względu na ich średnicę i orientację. Dlatego też rozpraszają one wstecznie dużą część energii padającej. Tabela 2 podaje kilka przykładów przekroju poprzecznego radaru dla wiązki radaru pasma X.
(Tabele pochodzą z: M. Skolnik, « Introduction to radar systems », wydanie drugie, McGraw-Hill Inc, 1980, strona 44.
Przekrój radarowy reflektora rogowy to o długości boku 1,5 m.)