Способ измерения поляризационных характеристик радиолокационной цели и устройство для его реализации
1. Способ измерения поляризационных характеристик радиолокационной цели, включающий облучение цели сигналом, плоскость поляризации которого вращается с частотой Q. прием отраженного целью сигнала , поляризация которого совпадает с поляризацией излученного сигнала, а также измерения амплитуды спектральной соравляющей принятого сигнала на частоте 2 Q, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения дополнительных поляризационных параметров, из принятого сигнала выделяют спектральную составляющую на частоте 4Q , измеряют амплитуду спектральной составляющей принятого сигнала на частоте А Q , а также измеряют фазы спектральных составляющих на частотах 2 Q и 4 Q относительно удвоенного и учетверенного УГЛОВОГО положения плоскости поляризацииизлучаемого сигнала соответственно С последующим измерением значений поляризационных параметров по формулам; электрический фактор формы р 2 А ; фазовый сдвиг, вносимый целью A ()0 2; угол ориентации поляризационного базиса цели при р ,o2Q , УГОЛ ориентации поляризационного ба-| зиса цели при р I а -(, где Аайамплитуда спектральной составляющей на частоте 2 Q (в децибеллах); А 4Й- амплитуда спектральной составляющей на частоте 4 Q (в децибеллах); ( фаза спектральной составляющей на частоте 2 Q (в радианах); рА фаза спектральной составляющей на частоте 4 Q (в радианах). 2. Устройство ДЛЯ измерения поляризационных характеристик радиолокациояной цели, включающее последовательно соединенные передатчик, антенный переключатель , враща.ощуюся секцию круглого волновода со встроенной фазовой пластинкой и антенну, а также блок управления, последовательно соединенные приемник, блок стробирования и пиковый детектор, причем вход приемника подключен к второму выходу антенного переключателя, исполнительный механизм, первый выход которого с помощью механической передачи связан с вращающейся секцией круглого волновода, выход блока управления подключен к входу исполнительного механизма , а второй вход блока стробирования подключен к второму выходу передатчика, отличающееся тем, что, в него введены первый полосовой фильтр, настроенный на учетверенную частоту вращения фазовой пластинки, второй ПОЛОСОВОЙ фильтр, настроенный на увосьСЛ ю со ю 4KV4 .(
союз советских социАлистических
РЕСПУБЛИК (5н.т G 01 S 13/02, 13/95
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3802018/09 (22)15.10.84 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Н.Н, Бадулин и Е.В. Маслов (56) Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин
В.А. Поляризация радиолокационных сигналов. — M. Советское радио, 1966. с. 440.
Богородский В.В.. Канарейкин Д.Б., Козлов А.И. Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных покровов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981, с. 279. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ (57) 1. Способ измерения поляризационных характеристик радиолокационной цели, включающий облучение цели игналом, плоскость поляризации которого вращается с частотой Q прием отраженного целью сигнала, поляризация которого совпадает с поляризацией излученного сигнала, а также измерения амплитуды спектральной составляющей принятого сигнала на частоте 2 И, отличающийся тем, что, с целью расширения. функциональных возможностей путем измерения дополнительных поляризационных параметров, из принятого сигнала выделяют спектральную составляющую на частоте 4И, измеряют амплитуду спектральной составляющей принятого сигнала на частоте 4 И, а также измеряют фазы спектральных составляющих на частотах 2
Q и 4 Q относительно удвоенного и учетверенного углового положения плоскости поляризации излучаемого сигнала соответственно с последующим измерением значений поляриэационных параметров по формулам:
„„!Ы„„1232034 А1 электрический фактор формы p = 2 А О;; фазовый сдвиг, вносимый целью
g =(gA4Q}О,4г, угол ориентации поляризационного базиса цели при р 1а = p2 Q;
1 угол ориентации поляризационного ба1
ЭиСа цЕли при р =1а = А 4Q — амплитуда спектральной составляющей на частоте 4 Q (в децибеллах); pzQ — фаза спектральной составляющей на частоте 2 Q (в радианах); р4Q — фаза спектральной составляющей на частоте 4 Q (в радианах). 2. Устройство для измерения поляризационных характеристик радиолокационной цели, включающее последовательно соединенные передатчик, антенный переключатель, враща,ощуюся секци|о круглого волновода со встроенной фазовой пластинкой и антенну, а также блок управления, последовательно соединенные приемник, блок стробирования и пиковый детектор, Сд причем вход приемника подключен к второ- Д му выходу антенного переключателя, испол- ( нительный механизм, первый выход () которого с помощью механической переда- ф чи связан с вращающейся секцией круглого волновода, выход блока управления подключен к входу исполнительного механизма, а второй вход блока стробирования подключен к второму выходу передатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. в него введены первый полосовой фильтр, настроенный на учетверенную частоту вращения фаэовой пластинки, второй полосовой фильтр, настроенный на увось1232034 меренную частоту Вращения фазовой пластинки, два фазовых, два амплитудных детектора, четыре индикатора и датчик углового положения фазовой пластинки, причем входы первого и второго полосовых фильтров подключены к выходу пикового детектооа, вход первого амплитудного детектора и первый вход первого фазового детектора подключены к выходу первого полосового фильтра, вход Второго амплитудного детектора и первый вход второго фазового детектора подключеньч к выходу второго полосового фильтра, вход датчика углового положения фаэовой пластинки меИзобретение относится к радиолокации и может использоваться для дистанционного контроля параметров окружающей среды путем измерения ее г1оляриэационных характеристик. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем измерения дополнительных поляризационных параметров. На фиг.1 представлена структурная злактоическая схема устройства, реализу ощега предложенный способ; на фиг,2— стр /кт /Г)ная алек гпическвя схема датчика углового JJCJJo>l(åíìÿ фазояой пластины, Yc1 poli1cTBU содержит пеоедат«ик l, BH тен и ЫЙ пебекл1очател ь 2, вра Ща ющ,/10ся секци о 3 круглого Волновода со в - троенной фазовой пластинкой, антенну 4, блок 5 стасбирования, приемник 6., исполиительный механизм 7, блок 8 управления, пиков-.Jé детектор 9, датчик 10 углового г аложения фазовой пластинки, поласовой фильтр 11 частоть, 2 Q, первый фазовый детектор 12, JJep JJbtJJJ индикатор 13, первый амплитудный детектор 14, вторсй индикатор 15, полосавой фильтр 16 частоты 4 Q, второй фазовый детектор 17, третий индикатор 18, второй амплитудный детектор 19, четвертый индикатор 20, Датчик 10 (см.фиг.2) содержит сельсин 21, кольцевой модулятор 22, поласовой фильтр 23 частоты 2 Q, амплитудный детсктор 24 и полосовой фильтр 25 частоты 4 Q . Устройство работает следующим образом. Блок 8 управления генерирует непрерывную последовательность импульсов, готорая преобразуется в исполнительном механизме 7 в поворот вала ротора шагового двигателя на некоторый угол. Поскольку вал ротора шагового двигателя механически связан с вращающейся секцией 3 круглого волновода со встроенной полуволновой 10 Г-", 20 40 хани, ски связан с вторым выходом исполнительного механизма, вторые входы первого и второго фазовых детекторов подключены к первому и второму выходам датчика углового положения фазовой пластинки соответственно, выходы первого и второго амплитудных и первого и второго фазовых детекторов подкл ючены к входам первого, второго, третьего и че-вертого индикаторов соответственно, при этом приемник выполнен логарифмическим, а электрическая длина фазовой пластинки составляет половинудлины волны, генерируемой передатчиком. 2 ил, пластинкой, а последовательность импульсов поступает от блока 8 управления непрерывно., то полуволновая фазовая пластинка вращается с некоторой частотой Q > При поступлении в секцию 3 круглого волновода высокочастотных импульсов от передатчика 1 через антенный переключатель 2 пи прямоугольному волноводу, плоcKocTb поляризации электромагнитного поля, излучаемого антенной в направлении исследуемого обьекта, будет поворачиватьс» на удвоенный угол ориентации полуволновой пластинки. Поскольку полуволнОвэЯ пластинка вращается непрерывно с некоторой частотой Q < . то плоскость поляризации линейно поляризованного пОлЯ будет ВраЩаться непрерывно с частОтой Q 2 И I ,После рассеяния целью сигнал проходит через антенну 4, секцию 3 круглого волновада со встроенной полувбяиовой фазовой пла стинкой, антенный переключатель 2 на вход приемника 6. ГЬсле усиления а приемнике 6. стробиравания в блоке 5 стробирования и пикового детектировайия в пиковом детекторе 9 сигнал поступает на входы полосовых фильтров 11 и 16, где происходит выделение спектральных составляющих частот 2 Q u 4 Q соотвЕТСтввнно. С выхода аолосового фильтра 11 сигнал поступает на первый входаервого фазового детектора 12 и на вход первого амплитудного детектора 14. На второй вход первого фазового детектора 12 поступает с первого выхода да чика 10 углового положения фазовой пластинки сигнал типа Сов 2 Q t. С выхода полОсового фильтра 16 сигнал поступает на первый вход второго фазового детектора 17 и на вход второго амплитудного детектора 19. На второй вход второго фазового детектора 17 подается со второго выхода датчика 10 углового положения фазовой пластинки сигнал типа cos 4 Q t, 1232034 После фазового и амплитудного детектирования сигналы подаются на входы индикаторов 13, 15, 18, 20 соответственно. Причем с выхода первого фазового детектора 12 подается сигнал, пропорциональный удвоенному значению угла ориентации поляризационного базиса цепи { 2 а ), с выхода первого амплитудного детектора 14— сигнал, пропорциональный амплитуде спектральной составляющей частоты 2 И (зависящей только от электрического фактора формы цели p), с выхода второго фазового детектора 17 — сигнал, пропорциональный учетверенному значению угла ориентации поляризационного базиса цели (4 a), с выхода второго амплитудного детектора 19- сигнал, пропорциональный cos Ьiр(гдето p— фазовый сдвиг, вносимый целью, а спектральная составляющая частоты 4 Q появляется только при наличии Ьр ). При формировании напряжений соз 2 И t и сов 4 Qt датчик 10 углового положения фазовой пластинки работает следующим Образом. Поскольку вал ротора сельсина.21, работающего в индикаторном режиме. вращается в четыре раза быстрее. чем секция 3 круглого волновода со встроенной полуволНОВОЙ пластинкой, а плоскость поляризации при повороте полуволновой пластинки поворачивается наудвоенный угол (Q -2 Q ), . то с сигнального выхода сельсина 21 на вход кольцевого модулятора 22 и вход амплитудного детектора 24 поступает напряжение вида 0 1 = Cos 2 Qt Cos cop t где И вЂ” частота вращения плоскости поляризации; и о — частота питающего напряже10 ния сельсина, 8 кольцевом модуляторе 22, применяемом для детектирования, происходит перемножение напряжения U1 с напряжением cos шо t. После чего получим 0 ) созвав =cos 2 Qt . cos вот = г 20 = — (cos 2 Qt + eos 2 Qt cos 2 во t J. После полосовой фильтрации в фильтре 23 на первом выходе датчика 10 получаем напряжение cos 2 1. На выходе амплитудного детектора 24 получаем напряжение вида Icos2И t). После полосовой фильтрации в фильтре 25, настроенном на частоту 4 Q, получаем напряжение cos 4 Q t, поступающее на второй выход датчика 10, 1232034 Уефа ЬааР Составитель В. Крапухин Техред М,Моргентал Корректор А.Обручар Редактор А.Корченко Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1963 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
