Лепин В.Н. Помехозащита РЭСУ летательными аппаратами и оружием (2017) (1186260), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Вектор Е можно разложить на две составляющие Е, и Е, лежащие в плоскости диэлектрической вставки и в плоскости, перпендикулярной к ней соответственно. Составляющая Е, отстает по фазе на тт/2, а составляющая Е „не претерпевает никаких изменений. Таким образом, если на входе антенно-фидерного тракта напряженность электрического поля характеризуется вектором с линейной поляризацией и мгновенным значением Ео сове,т, то после фазосдвигающей секции ортогональные составляющие поля оказываются равными: Е, = Еояпаяпптоб Е =Еосовасовотоб (5.67) где а — угол поворота диэлектрической пластины относительно плоскости, перпендикулярной оси ОХ .
Поле, определяемое выражениями т'5.67), является в общем случае эллиптически поляризованным. При плавном изменении угла а от 0 до 0,5 я, т.е. при повороте секции вокруг продольной оси 00' волновода коэффициент эллиптичности волны изменяется от 0 до 1. Для а = 0 и а = лу'2 имеет место линейная вертикальная поляризация, а при а = л/4 образуется круговая поляризация излучаемой волны правого вращения. 242 5, Пространственные и паляризационные иетоды обеспечения поиехоустойнивости При приеме волн различной поляризации указанное устройство ведет себя как поляризационный селектор.
Если сг = тт/4, то это устройство не пропустит волну круговой поляризации левого вращения, для которой характерно наличие того же фазового сдвига между векторами Е, и Е, что и для волны правого вращения. Составляющая Е вектора Е пройдет через секцию с диэлектрической вставкой без изменения: тг Е =Еосоз — соваЪг. 4 (5.68) Составляющая Е, получит сдвиг по фазе на тг/2: к Е, = — Ео втп — сов аятт. 4 (5.69) Х Е = Еосов — соваятт, 4 Ю Е =Е яп — ап~аат — тг).
х О (5.70) После фазосдвигающей секции эти составляющие будут иметь вид: л Е = Еосов — совау, 4 Х Е =Еосйп — совау. 4 (5.71) Результирующее поле является вертикально поляризованным и сигнал без потерь проходит в приемник. 243 Результирующее поле Ет на выходе круглого волновода будет иметь линейную горизонтальную поляризацию и не сможет пройти через прямоугольный волновод, которым заканчивается селектор. Векторные диаграммы, поясняющие сказанное, показаны на рис. 5,22,а — при излучении и на рис. 5.22,б — при приеме.
Если бы принимаемая волна была правого вращения, то она без потерь прошла бы на выход селектора. До фазосдвигающей секции ортогональные составляющие описываются выражениями б. Пространственные и поляризационные методы обеспечения помехоустойчивости б) а) Рисунок 5.22 Поворот поляризации сигнала Поляризационнаи защита может быть реализована и в другом виде, например в виде поляризационной решепси (фильтра) в зер- кальной антенне. Такая решетка прозрачна для волны одной поляризации и непрозрачна для волны с поляризацией, повернутой на 90'. Поляризационная решетка встроена в зеркало антенны и выполнена в ви- еское 244 де тонких металлических проводов, запрессованных Рисунок 5,23 в диэлектрик, например в Поляризационная решетка стеклопластик (рис.
5.23). Параметры решетчатой структуры параболического зеркала выбираются таким образом, чтобы волна, поляризация которой параллельна проводам, отражалась от решетки, а волна с поляризацией, перпендикулярной проводам, проходила без потерь.
В частности, такими свойствами обладает решетка с расстоянием между проводами з «Я/2. Дальнейшее уменьшение шага решетки з нежелательно из-за возрастания отраженной волны. При большем шаге з селективные свойства решетки ухудшаются, и волна с вертикальной поляризацией частично проходит через решетку. 5. Пространственные и паляризационные иетойы обеспечения поиехоупойчивости Повышение эффективности поляризационной селекции достигается за счет применения многослойной структуры решетки, например двух решеток, отстоящих на удалении друг от друга, равном Л/2 .
При этом волна„отраженная от первой решетки, оказывается в фазе с волной, отраженной от второй решетки. Примером реализации поляризационного фильтра является известная двухзеркальная антенна, содержащая параболическое решетчатое зеркало, плоское ребристое зеркало и облучатель (рис. 5.24,а,б,в). Облучатель излучает электромагнитное поле вертикальной поляризации.
Решетчатое параболическое зеркало отражает падающее на него поле вертикальной поляризации. Отраженная от параболического зеркала электромагнитная волна падает на плоское зеркало с ребрами, которое поворачивает плоскость поляризации отраженной волны на 90', как это показано на рис, 5.24,г.
После отражения от плоского зеркала волна с горизонтальной поляризацией свободно проходит через параболическое зеркало и излучается в пространство. Плоское зеркало Облучатель а) Ет в) Рисунок $.24 Двухзеркальная антенна 245 б. Пространственные и паляризационные методы обеспечения помехоустойчивости Отраженный от цели сигнал имеет преимущественно ту же поляризацию, что и излученный, т.е.
горизонтальную. Поэтому он свободно проходит через решетку параболического зеркала, отражается от плоского ребристого зеркала с изменением горизонтальной поляризации на вертикальную. Затем этот сигнал отражается от параболического зеркала и фокусируется им в раскрыве облучателя. Поворот плоскости поляризации на 90' с помощью ребристого зеркала осуществляется следующим образом. Электрический вектор Е падающей на плоское зеркало волны можно разложить на две составляющие: Е, — перпендикулярную ребрам и Ев — параллельную ребрам. Так как расстояние между ребрами выбрано меньше критического (< Я/2), то вектор Еа не проходит вглубь ребер и отражается от плоскости бб (рис.
5.24,в,г) с изменением фазы на 180' (вектор Ез, ). Вектор Е1 распространяется между ребрами н отражается от основания плоского зеркала (плоскость аа ). При этом фаза отраженного вектора совпадает с фазой падающего. Набег фазы для волны Е, при распространении вглубь ребер, отражении от металлической поверхности зеркала и обратном распространении до плоскости бб составляет 360'. Суммарный вектор отраженной волны Е, образуется каксуммавекторов Е, и Ем . Врезультате поляризация сигнала, отраженного от ребристого зеркала, изменяется на 90'.
5.б.З. Эффективность иоллоизационной селекции Потери мощности волны произвольной поляризации, падающей на приемную антенну, принято оценивать поляризацнонным коэффициентом приема у„. Этот коэффициент определяется как отношение мощности сигнала Р„реально поступающей на вход приемника с выхода антенны, к максимально возможному значению мощности сигнала Р,, которое имело бы место при точном согласовании поляризационных характеристик па- 246 5.
Пространственные и попяризвционные иетоды обеспечения поиехоустойчивости дающей волны и приемной антенны. Значение у„лежит в преде- лах от О до 1. Выражение для у„может быть получено в виде =- 1+ + ~) а сов2,9, (5.72) и 2~ — (1 К2)(1 К2) (1 К2)(1 К2) где К, и К, — коэффициенты эллиптичности облучающего сигнала и приемной антенны; ф — угол между большими осями эллипсов поляризации волны н антенны; знак «+» берется при совпадении направлений вращения принимаемой волны и волны, излучаемой антенной, и знак «-» — при различных направлениях вращения. Формула (5.72) позволяет достаточно просто оценивать эффективность поляризационной селекции. Так, например, при воздействии на антенну с линейной поляризацией сигнала с ортогональной линейной поляризацией К, = К, = О, ф = —, у„= О.
При приеме волны с круговой поляризацией антенной с круговой поляризацией того же направления вращения К, = К, = 1, ту = О, у, = 1. Если направления вращения противоположны,то у„ = О. (1+ К~,) + 4К~„+ (1 — К,',)' сов 2,0 2(1+К ) (5.73) Зависимость у„от К,„и б показана парис. 5.25, При различном направлении вращения у„определяется вы- ражением (1+К„) — 4К~„+(1 — К~.,) сов2,9 2(1+К ) (5.74) 247 Если волна и антенна имеют эллиптическую поляризацию с равными коэффициентами эллиптичности К, = К, = К„и характеризуются одинаковым направлением вращения вектора Е, то б. Пространпвенные и поляризационные иеговы обеспечения поиехоустойчивасти Если поляризационные характеристики волны и антенны различаются только значением коэффициента эллиптичности, то выражение для у„можно записать в виде у„=0,5(1+яп2а,яп2сг,+сов2а,сов2а,сов2яу), (5.75) где а, и гг, — углы эллиптичности сигнала и антенны.
Знаки а, и а, определяют направление вращения. При )у = О и одинаковом направлении вращения векторов Е коэффициент у„определяется выражением у„ = сов (а, -а,). (5,76) Из выражения (5.76) следует, что при а, — а, = ч-я/2 выходная мощность сигнала на выходе селектора равна нулю. Это объясняется тем, что при а, -а, =+гг/2 падающая волна и антенна Если антенна точно Рисунок $.28 ЭФфективность поляризационной селекции 248 имеют ортогональные поляризации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
