ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СПИРАЛЬНЫХ АНТЕНН

June 27, 2012 by admin Комментировать »

Проценко М. Б., Бахтияров В. В., Троицкий А. В., Комаров П. А. Севастопольский национальный технический университет Стрелецкая бухта, Студгородок, Севастополь 99053, Украина тел: +380(692)235-233, e-mail: rt.sevgtu@stel.sebastopol.ua


Кэ >0

где Кэ <0 левосторонняя поляризация исследуе

мого поля, а

соответственно правосторон

Аннотация Представлены результаты исследований поляризационной структуры поля излучения спиральных антенн с использованием метода разложения электромагнитной волны на ортогональные составляющие в круговом поляризационном базисе. Определена погрешность расчета поляризационных параметров поля излучения антенн, а также предлагается способ увеличения точности определения поляризационных параметров при использовании антенн с эллиптической поляризацией и учетом коэффициентов эллиптичности этих антенн.

I. Введение

Большинство спиральных антенн являются антеннами с вращающейся поляризацией поля излучения. В связи с этим измерение характеристик излучения таких антенн выгодно проводить в круговом поляризационном базисе. Наиболее оптимальным с точки зрения затрат времени на измерения является амплитудный метод измерения.

В [1-3] показано, что все поляризационные параметры (ПП) электромагнитной поляризованной волны (ЭПВ) можно получить косвенным путём. Для этого необходимо провести измерения только амплитудных диаграмм направленности для двух ортогональных компонент в круговом поляризационном базисе.

Целью данной работы является получение основных соотношений связывающих амплитудные характеристики в круговом поляризационном базисе с ПП поля излучения исследуемой антенны. А также анализ погрешностей измерений связанных с не идеальностью вспомогательных антенн (ВА) используемых в измерениях.

II. Основная часть

К числу основных поляризационных параметров ЭПВ относятся следующие [1]:

1. Коэффициент эллиптичности (КЭ) по полю Кэ,

равный отношению амплитуд поля Ядцд и

2.    Угол ориентации ПЭ р (см. рис. 1).

3.       Направление вращение вектора поляризации, определяемое знаком + перед КЭ.

На рис. 1 изображен ПЭ в декартовой системе координат, большая полуось которого наклонена к оси А’ на угол р. Здесь же отмечены введенные выше ПП, определяющие ПЭ.

Из [3] следует что при использовании в качестве ортогонально поляризованного базиса круговых компонент, измеряя соответствующие амплитуды

Рис. 2. Зависимость осевого КЭ от соотношения измеряемых амплитуд поля

Fig. 2. Dependence of axial eccentricity on measured ratio of field amplitudes

Согласно приведенным кривым видно, что высокая точность определения ПП достигается для ли-

нейно-поляризованного поля (Кэ =0) даже при неидеальных ВА. Существенные погрешности проявляются при вычислении ПП поля с круговой поляризацией, где значения КЭ зависит как от динамического диапазона изменениятак и от ПП ВА. В частности, при использовании ВА с высокими значениями КЭ (Кэпрэлев =1,0) максимально достижимый КЭ исследуемого поля в динамическом диапазоне 20 дБ (40 дБ) соответствует значению ± 0,82( ± 0,98). Используя результаты расчета КЭ поля излучения по указанной зависимости, установлено, что максимальная ошибка в определении КЭ исследуемого поля при

Кэ пр = Кэ лев = 0,9(0,8) соответственно составляет 10% (20%).

III.  Заключение

В данной работе получены основные соотношения, связывающие амплитудные характеристики для двух ортогональных компонент в круговом поляризационном базисе с ПП поля излучения исследуемой антенны и проанализированы погрешности измерений связанные с вспомогательных антенн.

IV. Список литературы

[1]    Лобкова Л. М., Проценко М. Б. Анализ поля излучения антенн с вращающейся поляризацией //

Изв. вузов. Радиоэлектроника,2002. Т.45, № 5. -С.14-20.

[2]    Проценко М. Б. Особенности поляризационных измерений в круговом базисе // Вим1рювальна та обчислювальна техыка в технолопчних процесах.

[3]    Проценко М. Б. Амплитудный метод измерения поляризационных параметров антенн // Труды Всерос. научн. конф. “Физика радиоволн”, 23-28 сент. 2002. Томск: Изд-во Том. ун-та. 2002. С. VIII16-19.

INVESTIGATION OF POLARIZATION CHARACTERISTICS FOR SPIRAL ANTENNAS

Protsenko М. B., Bachtiyarov V. V.,

Troitsky A. V., Komarov P.A.

Sevastopol National Technical University Streletskaya bukhta, UA-Sevastopol-99053, Ukraine phone: +380(692)235-152 e-mail: rt. sevgtu@stel. sebastopol. ua

Abstract The investigation results for polarization structure of radiation field in spiral antennas are presented, obtained with the method of decomposition the electromagnetic field into orthogonal components in circular polarization basis. Calculation error of polarization parameters for antenna radiation field is estimated and the way of increase the calculation accuracy of polarization parameters is also proposed for antennas with elliptical polarization characterized by eccentricity given.

I.  Introduction

The majority of spiral antennas are that having the rotating polarization of a radiation field. In this connection it is advantageous to measure their radiating characteristics in circular polarization basis. The most optimal measuring method in respect to necessary time is the amplitude method.

The purpose of this paper is to obtain general relations between amplitude characteristics in circular polarization basis and polarization parameters of radiation field for antenna under consideration and also the estimation of measurement errors arising due to non-ideal construction of the auxiliary antennas used in experiment.

II.  Main part

Providing the amplitude measurements of the corresponding components of the field studied and following formula (2) it is possible to find the eccentricity and the rotation direction of the field polarization (leftor right-hand). If the auxiliary antennas are imperfect, i.e. the radiated or received field has polarization, which is differ from circular one, the evaluations by the formula (2) will give an error.

Letare the polarization pa

rameters of the auxiliary antennas, whereas К , fS are that of

an investigated field, whereare the inclination

angles of big semi-axes of polarization ellipses about an axis and К stands for the eccentricity.

On the basis of expressions for maximum and minimum signals induced in each auxiliary antenna, it is possible to obtain graphs for eccentricity (fig.2), depending only on a ratio of measured amplitudes of a radiation field, and also the polarization parameters of auxiliary antennas.

Using the results of eccentricity calculations in fig.2, it is established that maximal error of determination the eccentricity of

the field under study foris

about 10% and 20%, respectively.

III.  Conclusion

The basic relationships are obtained, connecting amplitude characteristics for two orthogonal components in circular polarization basis and polarization parameters of radiation field of the antenna studied. The measurement errors arising due to imperfect auxiliary antennas are analyzed.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты