Максимов М. В. - Защита от радиопомех (768830), страница 50
Текст из файла (страница 50)
1 У и В~ бпй ОтиОШЕНИЕ МОЩН си мощности Р сигнала, реально поступающей иа вход приемника, к м к , к максимально возможному значению Р„ „„„, входной мощности, которое имело бы место при точном согласовании поля я„иэационных характеристик падаюгцей волны и приемной антенны. Значения ус лежат в пределах от О до !. Найдем связь у, с параметрами поляризации волны и антенны, ус Пу ть имеется эллиптически поляризованная и Ог плоская волна, р аспространяющаяся в направлении оси ап яженно(рис. . 6.6). В системе координ,т Окуз вектор напра как сти электрического по го поля волны может быть представлен 2лг Š— 1 Е ехР ~1( 1 — )~+1сВс Х Х ехр ~1 ~ы,1 — — '' + Лср)1, где („и 1„— орты по осям Ох и Од; Лср — фазовый сдвиг, определяющий эллиптичность волны. В точке г = г, р — асположеныдва ортогональных приемных диполя — и А — А  — В, оси которых г,х' и гсу' повернуты относительно осей сей Ох и Оу на угол р.
Оба диполя с помощью ей наг зке, отрезков длин длинных линий подсоединены к общей нагру е . Дли- ющей собой активное сопротивление ны отрезков линий 1„ и !а неодинаковы ( „ — с = ). 1 — 1 =И. Изменение б( позволяет менять поляризационную диаграмму приемной антенны: — при 61) О будет иметь место правая эллиптическая поляризация; — при М ( О поляризация антенны будет левосторонней. Рис.
6.7. Рис. 6.6. 286 4. Поляризациониый коэффициент приема Потери мощности волны произвольной поляризации, падающей на приемную антенну, принято оценивать поляризационным коэффициентом у„, который представляет со2а4 Предполагается, что оба диполя имеют равные полные сопротивления, согласованные со своими линиями передачи, н отсутствует взаимное влияние днполей друг на друга. Эквивалентная схема питания нагрузки изображена на рнс. 6.7; здесь сопротивления )с играют роль внутренних сопротивлений генераторов.
Компоненты поля распространяющейся волны а точке а = го по осям гОк' и гОу' будут равны В=..1, (ехр[! (со«с — — "")]соьй+ +ехр[1'(ыв( — — '+Л~р)] яп$3]Е,+ +!»( — ехР [/ (о»в! — — "„'в)] ь!п6+ +ехР [! (м»1 — — '+.6<р)]соь~)Е,, (6.2.8) После тригонометрических преобразований получим В= 1, (1+созе«2ьвп 26)' " ехР(! [ов»1+агс!8(ып Л~Р— '" + совр + соь Лвр ь!и 6) — — "' ]) Е,+ 1„(1 -соь Ьвр яп 2р) ' " х Х р (1' [со»1+ 1д( — |п Лвр — ''~ + яо р + соь Лвр соз()) — — "в ]) Е„ (6.2.9) В= ! 'Еа+!и'Ев Э.
д. с. двух генераторов, питающих нагрузку, определяются компонентами поля в точке приема и составляют ел = кЕ« ехр[ — 1 — (1 ~ й() ], (6.2.10) ав = кЕь ехр ( — 1 — 1). 2л Х В соответствии с теоремой Тевенина напряжение на нагрузке будет равно вл+се вл+ сэ 2ЛЯ«+ Лв 2+(Юли) Подставив (6.2.9) и (6.2.10) в (6.2.1!), получим !)о = ехр [/ (ов«1 — — ' — — )] [(1 + + соь Л<р ь!п2Щ" ехр(1 [агс1д (япЬвр — "+ сов р + соь Ь~р ь)п ~) ~ — ))+ (1 — сов басра(п 2~) ' х 2лЛ1 11 в,в х ехр(1 [агс(й( — яп Ьвр — +соьйсрсоь())Д. сов р »1п |1 Модуль этого выражения оказывается равным )О„|= 11Ч-ь(п( )япЬвр+ 2+Я!вв«) 1 в 2лЛ| 1 Зв,в +соь( )созыв»со»2~] ' .
Величины Лвр и йвр = 2пд!/Х характеризуют поляризацию принимаемого сигнала и приемной антенны соответственно. Обращаясь к формулам (6.2.4), устанавливающим связь значений ып Лвр и соь Ь<р с коэффициентом эллнятнчности, можем записать 2+(«1««) 1 1+к» 1+к» соь 2р (1+к„') (1+к',) (6.2.!2) Здесь к, я к, представляют собой коэффициенты эллиптичностн облучающей волны н приемной антенны; )) — угол между большнмн осями эллипсов поляризации волны и антенны; знак «+» берется прн совпадении направлений вращения принимаемой волны и волны, излучаемой антенной в режиме передачи, знак « — » соответствует различным направлениям вращения.
Максимальное значение модуля напряжения на нагрузке будет иметь место прн полном согласовании поляризаций сигнала н антенны. Нетрудно видеть, что прн кв = к„ Р = 0 и одинаковом направлении вращения 'г'2к 2+(Я)Я„)' Так как уп = Рср/~ р макс=! ( н! 4 (/»~~асс то 1 4кс ка (1 — ка) (1 — кэ) 2 ~ (1+кс)(1+ка) (!+кэ) (1+кэ Формула (6.2.13) позволяет достаточно просто оценивать эффективность поляризационной селекции. Пусть, например, на антенну с линейной поляризацией воздействует сигнал, имеющий ортогональную линейную поляризацию.
В этом случае к, = к, = О и р = и/2, поэтому у„= О. При приеме волны круговой поляризации антенной с круговой поляризацией и одинаковом направлении вращения выполняются равенства кс = к„ = 1, (1 = О и у, = 1. Если бы направления вращения были различными, то у, = О.
В случае, когда волна и антенна имеют эллиптическую поляризацию с равными между собой коэффициентами эллиптичности (к, = к, = к,„) и характеризуются одинаковым направлением вращения, поляризацнонный коэффициент приема определяется соотношением (1+к,'л) +4кээл+(1 кэл) соэ 26 П 2 ! э а 2 (1+к' )а (6.2.14) Графики на рис. 6.8 позволяют определить значения у, как функции к„и 1) при одинаковом направлении вращения вектора Е. При различном направлении вращения (1+ка )а — 4кэ +(! — к' )рсоа 2(! эл эл эл (6.2,! 5) 2(1) кэ)э соответствующие графики изображены на рис.
6.9. -УУ вЂ”.бб -50 У УУ бб /З Р с, Ка. 28$ ем» 4 Э -УУ вЂ” бб УУ У Если поляризационные характеристики волны и антенны различаются только значением коэффициента эллиптич- ности, для большей наглядности результатов селекции целесообразно обратиться к углу эллиптичности а. При замене коэффициентов эллиптичности углами эллиптичности формула (6.2.13) приводится к виду у, = — (1+а)п 2а,з(п 2а, + сов 2а, сов 2а, сов 2р). (6.2.16) р Направления вращения здесь определяются знаками углов а, и а,. Для р = О н одинакового направления вращения векторов напряженности электрического поля (6.2.16) принимает вид у, = сова (а, — сс,).
(6.2.17) Формула (6.2.!7) показывает, что при а, — сс, = ~ и/2 выходная мощность сигнала после селектора становится равной нулю. Физическое обьяснение этого результата заключается в том, что при различии углов поляризации на ~ и/2 волна и антенна имеют ортогональные поляризации. Предполагая, что приемный антенно-фидерный тракт является линейным устройством, точно согласованным по поляризации с полезным сигналом, для опенки соотношения мощностей сигнала и помехи Р, и Р, на выходе поляризационного селектора (при условии равенства плотностей мощности помехи и сигнала на входе антенны) можно пользоваться формулами (6.2.13) — (6.2.17). Так, например, поляризационная селекция позволяет весьма существенно ослаблять отражения от гидрометеоров и резко улучшать соотношение полезного сигнала и помехи на входе приемника.
Если бы капли дождя имели строго сферическую форму, то прн их облучении волной с круговой 10 заа. ссэ 222 -Фгг 7„,,тд Рис. е!о 990 поляризацией отраженная волна также характеризовалась бы круговой поляризацией, но с обратным направлением вращения. При этом отражения от гидрометеоров могли бы быть полностью подавлены в поляризационном селекторе.
В действительности капли дождя оказываются несколько сплющенными и отраженная волна имеет эллиптическуюполяризацию. Степень сплющивания капель влаги увеличивается при возрастании интенсивности осадков. Тай, например, при интенсивности осадков 15 мм'ч коэффициент эллиптичности отраженной волны равен 0,88, а для слабого дождя с интенсивностью 1 — 2 мм !ч к„) 0,98. На рис. 6.10 приведен график, характеризующий степень подавления отражений от осадков в зависимости от их интенсивности Н 1мм~ч1. Отражения от осадков малой интенсивности ослабляются на 35 — 40 дБ 1741.
Полезный сигнал, отраженный, например, от самолета имеет во-первых, эллиптическую поляризацию при круговой поляризации облучающей волны и, во-вторых, параметры поляризации непрерывно изменяются. Это приводит к тому, что при приеме полезных сигналов значение поляризацнонного коэффициента приема будет существенно меньше единицы. Экспериментальные данные показывают, что прн использовании круговой поляризации среднее значение мощности полезных сигналов на входе приемника уменьшается на 6 — 8 дБ по сравнению со случаем использования линейной поляризации (при прочих равных условиях), Следовательно, применение круговой поляризации в РЛС увеличивает отношение сигнал'помеха, например, для слабого дождя не на 35 — 40 дБ, а на 27 — 34 дБ 1741.
Чтобы оценить, как проходит полезный сигнал через поляризационный селектор, следует усреднить результат расчета по формулам (6.2.13) — (6.2.17) для различных рассогласований между падающей волной и антенной по параме- трам поляризации. Прн этом ят нмм!ч нужно учнтыватьвероятно. появления различных значений параметров поляриза-чт ции сигналов.
В силу указанных обстоятельств аналитическая оценка весьма сложна и на практике чаще всегз ответ стремятся получить экспериментально. б.З. ИЗМЕНЕНИЕ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Когда говорят об изменении частоты, то обычно имеют в виду изменение высокочастотного заполнения сигналов, формируемых радиоэлектронным средствам (РЗС). Однако применительно к радиолокационным станциям это может быть также изменение частоты следования импульсов Р„ и частоты сканирование диаграммы направленности Р,„.
Изменение частоты при определенных условиях является эффективным путем повышения помехозащищенности РЗС и одновременно позволяет существенно улучшить некоторые из их основных показателей. !. Эффективность изменения несущей частоты Известны несколько способов изменения несущей частоты радиосигналов. Простейший из них заключается в использовании двух приемно-передающих каналов, настРоенных на Различные частоты 7, н ~е Каналы Работают попеременно. Переключение осуществляется вручную оператором или автоматически с помощью специальных схем анализа, фиксирующих наличие помехи в приемном тракте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
