Измеритель поляризационных параметров электромагнитной волны

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ, содержащий последовательно соединенные первую антенну и первый поляризационный разделитель, гетеродин, выход которого подключен к первым входам первого и второго приемно-уси лительных блоков, при этом выход первого приемно-усилительного блока подключен соответственно к первым входам первого и второго фазовых детекторов и входу первого амплитудного детектора, выход второго приемно-усилительного блока подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу первого.фазового детектора непосредственно, а к второму входу второго фазового детектора через фазовращатель на 90, о т л и IV y fy f ЯЛ «7 Г-Г-1 .:pJYp:i l :Ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены поляризационный фильтр,установленный перед раскрывом первой антенны, последовательно соединенные, вторая антенна, идентичная первой, и второй поляризационный разделитель, : а также блок формирования суммарного сигнала, суммарно-разностный преоб- ; разователь и блок формирования раз- . ностного сигнала, при этом первые выходы первого и второго поляризационных разделителей подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования разностного сигнала , выход которого подключен к второму входу второго приемно-усилительного блока, вторые выходы первого и второго поляризационных разделителей подключены соответственно к первому и второму входам суммарно-разностного преобразователя, суммарный и разностный выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования суммарного сигнала выход которого подключен к второму входу первого приемно-усилительного блока, выходы первых амплитудного и фазового детекторов и вторых a плитyдкого и фазовогодетекторов являются .соответственно первым,вторым, третьим и четвертым выходами-устройства. геч fi/siny : xfffycosf

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) 0 01 S 13/95

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Еу5спУ

Еус05У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3373835/18-09 т (22) 29.12.81 (46) 07.11.83. Бюл. Р 41 (72) E.H. Макуха и E.Â. Масалов (71) Томский институт автоматизиро, ванных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.396.96(088.8) (56) 1. Канарейкин Д.Б., Павлов, Н.Ф., Потехин В.A. Поляризация радиолокационных сигналов. М., "Советское радио", 1966, с. 108-111.

2 ° Там же, с. 122-124 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ

ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ, содержащий последовательно соединенные первую антенну и первый поляризационнйй разделитель, гетеродин, выход которого подключен к первым входам первого и второго приемно-усилительных блоков, при этом выход первого приемно-усилительного блокаподключен соответственно к первым входам первого и второго фазовых детекторов и входу первого амплитудного детектора, выход второго прием- но-усилительного блока подключен к входу второго амплитудного детектора и второму входу первого фазового де тектора непосредственно, а к второму входу второго фазового детектора через фазовращатель на 900, о т л и (у 1у+ЕуЕукю

„„SU„„1053031 A.ч ающи и ся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены поляризационный фильтр, установленный перед раскрывом,первой антенны, последовательно соединенные, вторая антенна, идентичная первой, и второй поляризационный разделитель, а также блок формирования суммарного сигнала, суммарно-разностный преоб разователь и блок формирования разностного сигнала, при этом первые выходы первогО и второго поляризационных разделителей подключены соответственно к первому и второму входам блока формирования раэностного сигнала, выход которого подключен к второму входу второго приемно-усилительЯ ного блока, вторые выходы первого и второго поляризационных разделителей /) подключены соответственно к первому и второму входам суммарно-раз ност ного С преобразователя, суммарный и раэ ностный выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам» блока формирования суммарного сигнала ф4 выход которого подключен к второму входу первого приемно-усилительного блока, выходы первых амплитудного и фазового детекторов и вторых амплитудного и фазового детекторов являются ,соответственно первым, вторым, третьим (,) и четвертым выходами устройства. р

1053031 вом первой антенны, последовательно

Изобретение относится к радиолоая антенна и второй иолокационным соединенные вторая антен а нации, а именно к рад о нный разделитель, а также м использующим поляриза-, поляриэационны устройствам, исполь зу б ф мирования суммарного сигнационные свойства пр инимаемых сигна- лок ор ла суммарно-раз наст ный преобразоваФ лов, ля имет с линейно-по- 5 тель и блок формирования раэностного

Известен по р р ал при этом первые выходы пер1

aoro второго noirs p aaIIoII x азн и п оиэводящий . сигнала, игнаодержащий антенную систему

1 в к первому и второ виде пар болического отражателя, в тор

0 мирования разнос

Фокусе которого помещен линейно-поpÀ излучатель, способный поворачиваться вокруг оси волновода на 360, приемник, сельсин-датчик, cGJIbcHH-приемник и -индикатор круго15 соответстве о

axoparq cywapvo-Разностного преобра- зователяя суммарный и pa3 иост ный сутствует воэможность получения инходы которого подключены соответстфоРмаЦии о направлении полЯРизаЦии венно к перво и второму в а блока формирования суммарного сигнала, выход которого подключен к втоявляется измеритель поляризационных паРаметров электРомагнитной вол- н го блока выходы первых а плитудны, содерж щий по "едоват "ьно сое ного и фазового детекторов и вторых амплитудного и фазового детекторов явполЯРизационный Разделитель, ге еРо- 25 ля тся соответственно перв, втор третьим и четвертым выходами устройвым входам первого и второго приемнои этом выход усилительных блоков, при этом д

На фиг. 1 показана структурная пеРВОГО ПРиемно-Усил"те"ьного электрическая сх „а пре „оженного подключен соответственно к и Р ым 30 стройства; на Фиг. 2 — .основная и кроссдиаграммы направленности при детекторов и вхОду первОгО амплитуд ого детектора, выход в оро о пр у ьно о б о а одключен к вхо35 ракционных явлений максимума основной диаграммы направленност а т кже диаграммы направленности по ор сс. ДУ торог Фазово Ора

XA пространении по трассе. д ако з ес о ус рой о обладает л ой огр Р р изме ения 40 обусловленной неточным знанием направантенны 2 и 3 первый

Цель изобретения — повыаение точовыаение точ-, ный разделитель 4, блок 5 Формирования раэностного сигнала, .второй ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, поляр марно-раэностный преобразователь .7, что в измеритель поляризационных

8 ф параметров электромагнитно о тн и волны блок ормирования с арного сигнала, два приемно-усили

- силительных блока сОдержащий пОследовательнО сОединен ные первую антенну и первый поляризагете один вы- ных детектора 12 и, фазовращатель 14 на 90 два фазовых детекход которого подключен к первым входам первого и второго приемно-Усили- Р то .а 15 и 16.

I тельных блоков, при этом выход первого приемно-усилительного блока под- Устройство ра ботает следующим ключен соответственно к первым входаи образом.

ПЕРВОГО и второго фазовых детекторов Источник электро магнитных колебаиме и фикси- .и входу первого амплитудного детек- ний излучает сигнал, ющи ля изацию (горита а выход второго приемно-усилитель- рованную линейную по р тара, ного блока подключен к входу второго эонталъную или вер или ве тикальную) вектора оля Е. П и распролитудного детектора и второму вхо-60 электрического п Е. р ампли и ействием раз ду первого Фазово о

Ф ваго детектора непо- странении по трассе од д в п оисхок второму входу второ- личных искажающих факторов р средственно, а к тектора через фазовра- дит изменение поляр ц л иза ии вектора Е

ro фазового детекто гнитных колебащатель на 90О, введены поляризацион- излученных электромаг ный фильтр, установленный перед Раскры 65 ний.

1053031

Таким образом, электрический вектор электромагнитного поля в точке приема имеет основную Е> и кроссовую

Е),дсостанляющие.

При наличии отклонений максимума основного лепестка диаграммы направленности за счет рефракционных явле- . ний,которые составляют для реальных антенн величину)8-10 угловых минут на трассах. прямой видимости 0,6-0,9 от ширины дйаграммы направленности 10 приемной антенны на трассах большей протяженности, в раскрыве антенны появляются дополнительные кроссовые составляющие (за счет эффектов, обусловленных антеннбй). 15

Таким образом, в антенне происходит дополнительное увеличение амп литуды кроссполяризационной составляющей Е„,возникакщей при распространении, йа величину Е кд 6-8 дБ для трасс прямой видимости и 15-20 дБ для трасс большой протяженности, что и обуславливает значительную погрешность н оценке поляризационных свойств

-канала связи (степени изменения поляризации в среде распространения), Помимо. этого, составляющая Е к при наличии рефракционных явлений также является источником кроссполяризационной составляющей Е„„д. сигнал, имеющий основную еу и З0 кроссовую Е„„состанляющие поступает одновременно на поляризационнйй фильтр 1 и вторую антенну 3. После прохождения поляризационного фильтра

1, выполненного в виде поляриэацион- 35 ,ной решетки, ориентированной параллельно составляищей Е„*,сигнал поступает,на первую антенну -2, где воз». буждается дополнительная кросскомпонента Е„„дрбусловленная конструкцией антенны.

1

Во второй антенне 3 возбуждаются дополнительные кроссполяризационные составляющие Е„„ и Е„, обусловленные эффектами в антейне., 45

Таким образом,,с выхода второй антенны .3 на. второй поляризационный разделитель 6 поступает сигнал, имеющий составлЯющие Еу + Еу„ди Е„, + Е„„д.

С выхода первой антенны 2 на первый поляризационный разделитель 4 поступает сигнал, имеющий основную

Е и кроссполЯРизационнУю Е „дкомпоУ ненты. Кросскомпоненты Е„на выходе первой антенны 2 нет, так как. она подавляется поляризационным фильтром 1.

С втбрых выходов первого и вторОго поляризационных разделителей 4 и 6 сигналы основной компоненты

Е + Е и Е поступают на первый и 60

М УКА второй входы суммарно-разностного преобразователя 7, выполненного йо гибридной мостовой схеме. С первого выхода второго поляризационного разделителя 6 сигнал кроссполяризациойной составляющей Еккл+ Ez* поступает на второй вход блока 5 формирования .Разностного сигнала,.выполненного также по гибридной мостовой схеме, на первый вход которого поступает сигнал кроссполяризационной составляющей Е с первого выхода поляк кс ризационного разделителя

С выхода блока 5 формирования разностного сигнала сигнал, представляющий собой разность сигналов, поступающих на два его входа (ЕУ,„ БУ }- Е У„о,=

= Е,, поступает на Йгорбй вход второго приемно-усилительного блока 10.

С суммарного и разностного выходов суммарно-раэностного преобраэовате;ля 7 сигналы (Е„+ Е, + Е „„} и (-E „ ) поступают на первый и второй входы блока 8 формирования суммарного сигнала, с выхода которого сигнал, представляющий собой сумму сигналов, ! поступающих на два его входа. (Е у + Е„+

+ Е,„„) + (-Е„„,„) = 2 Е, поступает на второй, вход йервого приемно-усилительного блока 9.

С выхода первого приемно-усилительного блока 9 сигнал промежуточной частоты основной компоненты Е> поступает на вход первого амплитудного детектора 12, на первый вход первого азового детектора 15 и на первый ход второго фазового детектора 16.

Сигнал промежуточной частоты кросс компоненты Ez выхода второго при- . емно-усилительйого блока 10 поступает на второй вход первого фазового детектора 15, на фазовращатель 14 на

90 и на вход нторого амплитудного детектора 13. С выхода фазонращателя 14 на 90 сигнал промежуточной частоты кросскомпоненты Е „ со сдвигом фазы на 90О поступает на нторой вход второго фазового детектора 16.

На выходе первого амплитудного детектора 12 имеем сигнал, пропорциональный амплитуде Е основной компоненты. На выходах первого фазового детектора 15 с амплитудой Е> Е„лз пЧ, где Ч - сдвиг фаз между основной Е -и кросскомпонентой ЕУ*. Выходной сигнал. второго амплитудного детектора 13 будет с амплитудой E„*, Сигнал второго фазового детектора 16 имеет сигнал пропорциональный произведению Е У Е „>cosЧ.

По сравнению с базовым объектом предложенное устройство позволяет повысить точность оценки поляризационных параметров канала связи (среды распространения) на величину порядка 6-8 дБ для трасс прямой видимости и на 15-20 дБ для трасс большой протяженност и (когда отклонения главного максимума диаграммы направленности составляют величину

0,6-0,9 от ширины диаграммы направленности } за счет образования в блоке формирования Раэностного сигнала

1053031 преобразо— трассы

Юиоимости

-трассы прот жен— о&учап ель приемной антенны

Фиг. 2

Составитель Е. Прозоровская

Редактор М. Ткач Техред M.Íàäü Корректор Г. Рещетник

Заказ 8865/43 Тираж 710 Подписное

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф лиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 разности кроссполяризационных составлян цих с выхода второй антенны и первой антенны с поляризационным фильтром (Ех, + Ек*) - Е xeor = Ек* а также за счет образования в блоке формирования суммарного сигнала сум(Е у + E > + Еукс + (-E укс )=2 Еу являющегося суммой сигналов с раз- .ностного и суммарного выходов, суммарно-pазностного вателя.

Получение двух указанных выае сигналов позволяет исключить влияние кроссполяризационных эффектов приемных антенн, вызванных рефракционными явлениями, на точность оценки поляризационных свойств канала связи (среды распространения).