Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Э поляризации определяется его формой, ориенллипс л ы коо инат тацией осей осей относительно выбранной систем рд хОу (рис. 6.2) и направлением вращения вектора Е. р у Е. Фо м эллипса обычно характеризуют коэффициентом эллиптичбс иое значение которого равно отношению малой Ь и большой а полуосей эллипса кал = Ый. Значения модуля к, ограничиваются очевидными пределами: 0 < !к,„! < 1. В зависимости от направления вращения вектора Е коэффициенту эллиптичности придают тот или иной знак. с . Если при наблюдении от источника вдоль направления распространения волны вектор Е вращается по часовой стрелк, е, то волна называется лравополяризованной и к,„считаетс ся положительным.
При вращении вектора против часовой стрелки волна называется левополяризованНаряду с коэффициентом к,„для характеристики формы эллипса и направления врзщения вектора Е используется угол эллиптичности (6.2.3) (6.2. 2) а = агс1я коз при условии — 0,25л ~ а ~ 0,25л. 279 = Е„7Е,. Если разность фаз колебаний равна нечетному числ!2, т. е. Л =(2л+1) л,'2, где л — целоечисло, и Е,=Е„, то образуется круговая поляризация. В тех слу чаях, когда 0 ( Л ( 0,5л или Е„~ Е„, а также лри одновременном выполнении указанных условий фор' ру ( 'ми ется эллиптическая поля„ ляризация. Случайные изменения величин Лф, Е„ и Е приводят к возникновению хаотической поляр ц иза ии.
Т)ри различии поляризации каких-либо сигналов или сигнала и помехи можно, используя поляриэационные селекторы (фильтры), отделить один сигнал от другого или существенно ослабить помеху и тем самым добиться более надежного выделения полезной информации. (6.2.4) 2 е* — э 280 (6.2.5б) гис 63. У Угол сс равен половине угла между диагоналями прямоугольника, стороны которого касательны к эллипсу и параллельны его осям (рис. 6.2). При указанном выше условии значение угла е определяет однозначно форму эллипса, а его знак — направление вращения. Ориентация эллипса определяется значением угла 5, образованного осью Ох выбранной системы координат Вие 4.2. и большой осью эллипса; при однозначном определении положения эллипса значения р лежат в пределах О< гэ< и, Переход от составляющих поля в прямоугольной системе координат к параметрам эллипса и обратно осуществляется по приводимым ниже формулам, которые могут быть получены с помощью простых тригонометрических преобразова ний, Если заданы параметры эллипса а, к,„и р, то Е„=а(соз'р-(-кэпа|и'я)с у Еу — и (з(п р+ кээ созэ д)0, з 2»ээ »э=э,— э,— »э (~ — кэ») э~п 2(э з!и бр =2к„г((+к' ) соз асср = (1 — к' у() + к э ) При заданных Е„Еу и б~р получим (э Е„э!пэ б — Е„Е„Мп 2йсаэ ЬЧ +Еэусоээ В кэл — ) (6.2.5а) » со»э б+ Е» Е у э! и 25 со» й су + Еу Мпэ 5 Указанные преобразования оказываются полезными при решении ряда практически важных задач (например, при оценке параметров результирующего колебания на входе приемной антенны при одновременном существовании двух независимых волн различной поляризации).
3. Поляриаационные селекторы Любой приемный антенно-фидерный тракт является поляризационным селектором. Мощность сигнала на выходе этого селектора зависит (при прочих равных условиях) от поляризации приходящей электромагнитной волны. Рассмотрим в качестве примеров два типовых варианта антенно-фидерного тракта. Вариант первый включает параболическое зеркало, облучаемое круглым волноводом. Составными частями волноводного облучателя являются (рнс.
6.3): отрезок круглого волновода (а) с диэлектрической пластиичатой вставкой, длина которой составляет 0,251; переходная секция от круглого к прямоугольному волиоводу (б); отрезок прямоугольного волновода (в), к которому с помощью антенного переключателя могут подсоединяться передатчик и приемник РЛС. Допустим, что прямоугольный волновод подсоединен к передатчику и в нем создается вертикально поляризованная волна типа Нсп (вектор Ес перпендикулярен широкой стенке волновода). В круглом волиоводе будет возбуждаться волна типа Нге Для оценки влияния секции с диэлектрической вставкой вектор Еу следует разложить на две ортогональные составляющие. Одна из них (Е,) лежит в плоскости вставки, а вторая (Е„) перпендикулярна Е„, Составляющая Еу практически не претерпевает изменений (если не считать незначительного уменьшения амплитуды пз-за потерь энергии в ди- электрике) при прохождении через секцию со вставкой.
Составляющая же Е„получит отставание по фазе на 0,5 тт. Таким образом если на входе антенно-фидерного тракта напряженность электрического поля характеризуется вектором с линейной поляризацией и мгновенным значением Е соз отот', то после фазосдвигающей секции ортогональные составляющие поля оказываются соответственно равными Е, = Е, з(паз!пво(, Ео = Еосозасозао(, (6.2.6а) (6.2.6б) где а — угол поворота диэлектрической пластины отно. сительно плоскости, перпендикулярной оси Ох.
Поле, определяемое формулами (6.2.6), в общем случае является эллиптически поляризованным. При плавном изменении угла а от 0 до 0,5п (поворот секции совставкой вокруг оси 00') коэффициент эллиптичности волны будет изменяться от 0 до 1. Для а = 0 и а = 0,5п имеет место линейная вертикальная поляризация, а при а = 0,25л образуется круговая поляризация. Можно считать, что поляризация иэлученного антенной сигнала не изменяется зеркалом антенны в процессе формирования диаграммы направленности (хотя бы в пределах основного лепестка).
Изложенное выше позволяет считать, что антенна характеризуется поляризационной диаграммой, соответствующей поляризации излучаемой волны. Для рассмотренной антенны справедлив принцип взаимности по поляризации, т. е. поляризационная диаграмма остается одинаковой и на прием и на передачу, причем наилучшим образом принимаются волны той поляризации, которой характеризуются излучаемые волны. Рассмотренное антенно-фидерное устройство ведет себя как поляризационный селектор при приеме волн различной поляризации. Если, например, принять а = 0,25тт, то в соответствии с формулами (6.2.6) излучается волна круговой поляризации правого вращения. Это же устройство не пропустит волну круговой поляризации, но левого вращения.
Действительно, пусть на пути распространения излученной волны имеется тело симметричной формы, например металлический шар, радиус которого значительно больше длины волны. При отражении от шара фазовый сдвиг между составляющими поля Е„и Е„не изменяется, остается волна круговой поляризации, но из-за поворота на 180' направле- 282 с ространения волны оив становится левополяризо- ставванной и ортогональной по отношению к излученной. Со Е вектора Е пройдет через секцию с диэлектриче.
ввие ской вставкой без изменения; ее можно записать в д Е' = кЕ соз — соз тоог о — о 4 здесь к — коэч е 3 — к эффициент, учитывающий изменение амплитучит о- Е п и распространении. Составляющая Е, получит дды о при „ волнительное запаздывание по фазе на, уд р 05п и 6 ет авиа Е„' = — кЕо Яп — соз ото б 4 Результирующее поле Ез (рис. 6.4) на выходе круглого будет иметь линейную поляризацию и оказываетволновода волна не смося он риентированным горизонтально, поэтому в жет пройти через прямоугольный волновод, котор ым заканчивается селектор, Наоборот, если бы принимаемая волна была правого без потерь прошла на выход селектора. Так, для случая, когда излучаемая волна характеризуется формулами (6.2.6), для отраженной волны правого вращения следовало бы изменить фазу, например, составляюцей Е„- на п, т.
е. Е„'= кЕ соз — соз ото т 4 Е„' = кЕозш —" з1п (тоот я) 4 После фазосдвигающей секции селектора Е,',=кЕ,соз — созот 6 к 4 Е,'=кЕ гбп — сова,1. Л 4 Р тирующее поле является вертикально поляризованезуль ным, и сигнал без потерь проходит к пр у. Второе из рассматриваемых технических решений предбой сочетание любой из антенн с линейной поля. ризацией и поляризационной решетки, пазы поляризационным фильтром.
Поляри ц за ионная ешетка 288 Рис. 6.4. Рис. 6ЛЬ представляет собой набор тонких параллельных металлических пластинок шириной с(, располагаемых на расстоянии а друг от друга (рис. 6.5). Направление распространения совпадает с осью Ог. Пусть излучаемая волна имеет вертикальную поляризацию(вектор Е,). Поляризация волны изменяется при ее прохождении через поляризационную решетку. В зоне решетки вектор Е„можно разложить на составляющую Е„перпендикулярную плоскости пластин, и Е„параллельную пласгинам. Составляющая Е, пройдет через решетку практически без изменения, составляющая же Ез будет двигаться с увеличенной фазовой скоростью (так же,как в волноводе) и приобретет на выходе решетки фазовый сдвиг Лгр относительно первой составляющей. Подбором размера 6 добиваются выполнения равенства Л<Р = л/2.
При этом после поляризационной решетки можно получить любую поляризацию волны в зависимости от значения угла а между плоскостью пластин и вектором напряженности электрического поля падающей волны. Поляризациопная решетка может быть установлена между облучателем и зеркалом антенны (в первичном поле излучения), либо в раскрыве самой антенны (во вторичном поле излучения). Опять-таки очевидно, что антенна рассмотренного типа является поляризационным селектором: она поразному реагирует на принимаемые волны той нли иной поляризации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
