В радиолокационной практике часто встречаются отражения от объемно-распределенных целей, состоящих из большого числа отражающих элементов, относительно близко расположенных друг к другу и занимающих значительную область пространства. Отражающие элементы, принимающие участие в формировании суммарного сигнала, распределяются в пределах некоторого объема V (отражающий объем), определяемого разрешающей способностью РЛС по угловым координатам и дальности
Определить эффективную площадь рассеяния объемно-распределенной цели в предположении, что элементарные отражатели обладают различными значениями σi довольно трудно. Поэтому будем считать, что элементарные отражатели, заполняющие объем V, имеют одинаковые ЭПР, равные σц.
Предположим, что элементарные отражатели распределены в пространстве равномерно с плотностью n0, Тогда в объеме содержится N = n0V отражателей, а их средняя ЭПР
<σц>=n0σ0V
Рис.2.2. К определению характеристик объемных (а) и поверхностных (б) целей.
Подставляя в это выражение значение объема цилиндра с основанием ΩAR2 и высотой сτ/2, получаем формулу для вычисления средней ЭПР объемно-распределенной цели
<σц>=n0σ0 ΩAR2сτ/2,
с учетом того, что телесный угол антенного луча ΩA выражается через эффективную площадь А или или коэффициент направленного действия антенны D, получаем
<σц>=2πn0σ0 R2сτ/D,
из которой следует характерная особенность объемно-распределенных целей: зависимость эффективной площади рассеяния от параметров РЛС Тд и D, а также от расстояния между станцией и целью.
Полученные соотношения позволяют оценить среднее значение мощности результирующего сигнала объемно-распределенной цели. Амплитуда результирующего сигнала меняется, так как отдельные отражатели все время изменяют свое положение относительно друг друга. Благодаря этому результирующий сигнал, воспринимаемый приемником РЛС в следующих один за другим периодах повторения, флюктуирует во времени по случайному закону.
Следует иметь в виду, что длительность сигнала, отраженного от объемно-распределенной цели, может значительно превышать длительность излучаемого импульса и определяется радиальной протяженностью объемной цели. По мере распространения излученного импульса отражения образуются от новых областей объемно-распределенной цели.
Если внутри объема, заполненного распределенными отражателями, находится какой-либо объект (например, самолет), то радиолокационное наблюдение за ним затрудняется. Отражения от объемно-распределенной цели в данном случае являются помехой, которая будет маскировать полезный сигнал. Условия наблюдения полезного сигнала можно характеризовать отношением мощностей сигнала и помехи. Величина отношения мощности сигнала, отраженного от цели, к средней мощности сигнала, обусловленного объемно-распределенными отражателями, равняется отношению их эффективных площадей:
Из данной формулы следует, что для повышения эффективности выделения полезных сигналов на фоне отражений от объемно-распределенной цели целесообразно уменьшать длительность импульса и сужать диаграмму направленности антенны.
На практике наиболее часто приходится встречаться с отражениями от гидрометеоров. Для дождя, средний диаметр капель которого d0 величина σц=300d06/λ4 и отношение сигнал/помеха
Отражение электромагнитных волн от гидрометеоров может быть использовано в интересах метеорологии в качестве полезных сигналов. С их помощью можно определить местоположение атмосферных образований, их интенсивность, а иногда и направление перемещения.