Мощность лазерного локационного сигнала, отраженного от неровной земной поверхности в условиях замутненной атмосферы

8 / 11

М.Л. Белов, В.А. Городничев, В.А. Алехин
114 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 3
зависимости от расстояния r s z z z= = локатора до локально ламбертовской по-
верхности величины : K
2 .
( , 0)
o r o s r
P
K
AP r F
=
γ θ = θ =
Расчеты выполнены при следующих значениях параметров: 0; β = 0; n =
3 10 ;
s
− α = 2 2 10 ;
r
− α = ⋅ 3 8 10− ε = ⋅ м–1; 2 1, 6 10− ε = ⋅ м–1; 0, 9; Λ = 0, 08. μ =
Формула (8) для прозрачной атмосферы очень плохо описывает случай лока-
ции в оптически плотной среде (при больших расстояния от локатора до поверхно-
сти), а формула (9) — начальный участок трассы локации (при небольших расстоя-
ния от локатора до поверхности). Формула (7) позволяет правильно описывать за-
висимость принимаемой мощности от расстояния локатора до поверхности как на
начальном участке трассы локации, так и при больших расстояниях от локатора до
поверхности. Причем начальный участок трассы локации (где хорошо «работает»
формула (8)) и расстояние от локатора до поверхности, где начинает хорошо «рабо-
тать» формула (9), сильно зависят от характеристик атмосферы.
Выводы. В общей схеме бистатической локации, когда источник и прием-
ник разнесены в пространстве, получено выражение для мощности лазерного
локационного сигнала, регистрируемого приемником при облучении узким оп-
тическим пучком в сильно рассеивающей среде случайно-неровной поверхно-
сти с локальной индикатрисой отражения, имеющей как широкую в угловом
смысле, так и квазизеркальную компоненты. Полученная формула позволяет
правильно описывать мощность локационного сигнала в прозрачной атмосфере
(на начальном участке трассы локации) и в оптически плотной атмосфере (на
больших расстояниях от локатора до поверхности).
ЛИТЕРАТУРА
1. Voronovich A.G . Wave scattering from rough surfaces. New York: Springer-Verlag, 2012. 244 p.
2. Bass F.G., Fuks I.M. Wave scattering from statistically rough surfaces. Oxford: Pergamon Press,
1979. 537 p.
3. Harvey J.E., Krywonos A., Vernold C.L. Modified Beckmann — Kirchhoff scattering model for
rough surfaces with large incident and scattering angles // Optical Engineering. 2007. Vol. 46. No. 7.
P. 78002-1–78002-10. DOI: 10.1117/1.2752180
URL:
4. Basu S., Hyde M., McCrae J.E., Fiorino S. Scattering from rough surface in presence of atmos-
pheric turbulence // Proc. of SPIE. 2013. Vol. 8732. P. 87320G1–87320G9.
DOI: 10.1117/12.2016105
URL:
5. Запевалов А.С., Лебедев Е.Н. Моделирование статистических характеристик поверхности
океана при дистанционном зондировании в оптическом диапазоне // Оптика атмосферы и
океана. 2014. Т. 7. № 1. С. 28–33.
6. Основы импульсной лазерной локации / В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.М. Орлов,
В.А. Городничев, Б.В. Стрелков. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 572 с.
7. Rogatkin D.A., Tchernyi V.V. Scattering of the transmitted light by a randomly rough dielectric
surface // Progress in Electromagnetics Research Symposium. 2005. Hangzhou, China. P. 686–690.