Пространственная обработка поляризованной электромагнитной волны

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

2006
НА УЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА сер. Радиофизика и радиотехника
№ 107
УДК 621. 396
Пространственная обработка поляризованной электромагнитной волны
В.Ю. МАСЛОВ
Статья представлена доктором физико-математических наук, профессором Козловым А. И.
Предложены алгоритмы пространственной обработки отраженной от объектов поляризованной электромагнитной волны, позволяющие подавлять мешающие отражения.
Обычно исследование поляризационных свойств радиоволны связаны с наблюдением вектора Е в фиксированной точке пространства. Возможно другое представление поляризации, когда при анализе поляризации фиксируется некоторый момент времени и исследуется пространственное изменение вектора вдоль координатных осей. При таком рассмотрении поляризации радиоволны вектор Е совершает вращательное движение по эллиптической кривой вокруг направления распространения (координата z) и одновременно перемещается вдоль этого направления со скоростью с, образуя эллиптическую спираль.
Выражение, определяющее поляризацию волны частоты w, распространяющейся в направлении k, в координатной форме записи имеет вид [1]
Е (t) = Eu cos (ra"t + j) У (& quot--kr), (1)
E? t) = E|, 2 sin (v0t+V|)e'-(& quot-'--''-), (2)
где V0 — частота сканирования поляризации (V0 & lt-<-w). В последующих записях общий для E1(t) и E2(t) волновой множитель У (wt-kr) будет опускаться. Тогда ортогональные компоненты электрического поля отраженного от объекта сигнала будут иметь вид
E1(t) = E1,1 COs (Vot + j1), E2 (t) = E1,2 sIn (V0t + y1). (3)
Для ортогональных компонент электрического поля (3) будет существовать криволинейный интеграл 2-го рода
I = | E1 (t) E2 (t)dE1 (t) + E2 (t) zdE2 (t) + zE1 (t)dz, (4)
L
где L — один виток эллиптической спирали- координата z = ct.
Рассмотрим за один период Т поляризационного сканирования величину первого интеграла
(4)
1 T
I = - |ЕД^ 2 sin 2(v0t + j1) sin (v0t + y1) dt. (5)
2 0
Для объектов, обладающих линейными характеристиками рассеяния величина, I1 = 0. Если объект обладает нелинейными характеристиками рассеяния, то значение I1 Ф 0. Таким образом, величина интеграла (5) может служить индикатором нелинейности характеристик рассеяния объекта.
Второй интеграл (4) за один период Т поляризационного сканирования имеет вид
v c t
I2 = i t Е22 sin 2(v0t + y1) dt. (6)
2 J ,
Величина его равна
Т PC «2 _ /1−1
2 = -~ E1 2 C0S 2Vl • (7)
V0
Третий интеграл (4) за один период Т поляризационного сканирования будет иметь вид
T
I3 = CItE11 cos (V0t + j1) dt. (8)
0
Его величина будет равна
Т 2pc2.
I3 = ^!^ E1,1Sln jl. (9)
Vo
Рассмотрим теперь случай, когда исследуемые ортогональные компоненты электрического поля являются суммой отраженного от двух объектов разнесенных по дальности на расстояние Dz. В этом случае ортогональные компоненты электрического поля будут иметь вид
E1(t) = E11 cos (V0t + j1) + E01 cos (v0(t- t) + j0), (10)
Eo (t) = E1,0 sln (v0t + V1) + E0,0 sln (v0(t -1) + У о), (11)
где E11, E10 — компоненты электрического поля сигнала принятого от первого объекта- E01,
E00 — компоненты электрического поля сигнала принятого от второго объекта- j1, j0 и y1, у0
— начальные фазы- t = 0Dz / c.
Найдем величину криволинейного интеграла 0-го рода (0) для ортогональных компонент
электрического поля (10) и (11). За один период Т поляризационного сканирования для
объектов, обладающих линейными характеристиками рассеяния, значение первого интеграла
(4) I = 0.
Величина второго интеграла (4) за один период Т поляризационного сканирования будет равна
I0 = - _ (E1 0 C0s 0y1 + E0 0 C0s 0(y 0 — v0t) + 0E1 0E0 0 C0s (y1 + y 0 -v0t)). (10)
0v0
Соответствующим изменением момента начала интегрирования величину этого интеграла
можно преобразовать к виду
PC / 0 0
I0 = - 0 (E1 0 + E0 0 C0s 0(y0 — v0t) + 0E1 0E0 0 C0s (y0 -v0t)). (13)
0v0
Выберем частоту поляризационного сканирования равной
= y0 +1/0), (14)
t
где k — целое число. Тогда величина этого интеграла будет пропорциональна разности квадратов компонент электрического поля принятых от первого и второго объектов
1 г =-) ¦ (15)
Величина третьего интеграла (4) за один период Т поляризационного сканирования для ортогональных компонент электрического поля (10) будет равна
2рС 2
13 =^~ (Е11 + Е21 § 1п (ф2 -Ш0Х)) ¦ (16)
Шо
При выборе частоты поляризационного сканирования равной
ф2 + кп
Шо =-----, (17)
величина этого интеграла будет равна
Т 2pc
/з = -- Ецвіпф! (18)
Ш0
и не будет зависеть от амплитуды второго сигнала Е21.
Следовательно, если предположить, что второй сигнал в (10), например, представляет собой мешающее для РЛС отражение, то, устанавливая частоту поляризационного сканирования равной (17), можно подавить ортогональную компоненту электрического поля Е21 этого отражения.
Аналогичными свойствами обладает интеграл от ортогональной компоненты электрического поля (11)
T
/3 = c21tE0(t) dt. (19)
0
Величина этого интеграла будет равна
'- 2pc2/
/3 = 2 (E1 2 yi + E2 2 c0s (y2 — V0t)). (20)
Если частоту поляризационного сканирования сделать равной
то величина интеграла (19) будет равна
г. 2рс2 «
/3 = -- Е1 2 СОвУ! (22)
ш0
и не будет зависеть от амплитуды второго сигнала Е0 0.
Таким образом, при использовании алгоритма обработки принимаемого сигнала (19) и выбрав частоту поляризационного сканирования равной (21) можно подавить ортогональную компоненту электрического поля Е0 0 мешающего отражения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Козлов А. И., Логвин А. И., Сарычев В. А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника, 2005.
V.U. Maslov
Spatial processing of polarized electromagnetic wave
There are suggested the algorithms of spatial processing of polarized electromagnetic wave reflected from objects. These algorithms allow rejecting the background returns.
Сведения об авторе
Маслов Виктор Юрьевич, 1945 г. р., окончил МГУ (1968), кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретических основ электротехники МГИРЭА (ТУ), автор 60 научных работ, область научных интересов — электродинамика и распространение радиоволн, математические методы моделирования.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой