И.В. Демичев – к.т.н., доцент,

Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники

E-mail: cvviur6@mil.ru

В.А. Огнев – адъюнкт,

Череповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроники E-mail: cvviur6@mil.ru

Постановка проблемы. Для определения параметров поляризации радиоволн высокочастотного диапазона наиболее часто применяют следующие методы: метод поляризационной диаграммы; компенсационный метод; метод разложения волны на две ортогональные компоненты; метод нескольких антенн фиксированной поляризации. Общим существенным недостатком указанных методов является то, что для оценки параметров поляризации необходимо ориентировать антенны с учетом направления распространения радиоволн.

Цель. В интересах оценки направления прихода электромагнитной волны предложить метод измерения поляризационных параметров, позволяющий осуществлять обработку радиоволн с произвольными видами поляризации, приходящих с любого направления.

Результаты. Рассмотрен метод определения параметров поляризации Моргана-Эванса с применением алгебры кватернионов. Такой подход позволяет проводить пространственно-поляризационную обработку радиоволны на основе измеренных комплексных амплитуд поля по ортогональным осям и оценивать направление прихода электромагнитной волны (азимут, угол места) и параметры поляризации (коэффициент эллиптичности, направление вращения, наклон эллипса поляризации). Для качественной оценки работоспособности метода проведено имитационное моделирование точности оценки пространственно-поляризационных параметров в зависимости от отношения сигнал/шум при различных параметрах эллиптичности электромагнитной волны. По результатам моделирования определено, что при коэффициенте эллиптичности более ~0,3, точность оценки фактически определяется только отношением сигнал/шум, при этом ошибка измерения угловых параметров не превышает 2°, если отношение сигнал/шум не менее 10 дБ.

С целью оценки результативности метода проведено моделирование потенциального энергетического выигрыша при выделении полезного сигнала, получаемого при согласованном по поляризации приеме приходящей электромагнитной волны различными антенными системами диапазона декаметровых волн. По результатам моделирования определено, что на односкачковых радиотрассах (угол места в пределах 15…75°) энергетический выигрыш может достигать 12 дБ.

Практическая значимость. Результаты экспериментов показали, что предложенный метод позволяет производить обработку радиоволн с произвольными видами поляризации как во временной, так и в частотной областях представления сигнала, а также предоставляет энергетический выигрыш при регистрации электромагнитной волны.

1. Альперт Я.Л. Распространение ЭМВ и ионосфера. М.: Наука. 1972. 564 с.
2. Брюнелли Б.Е., Негмаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука. 1988. 528 с. ISBN 5-02-00716-1.
3. Ауфраймович Э.Л., Кобзарь В.А., Паламарчук К.С., Чернухов В.В. Определение параметров поляризационного эллипса многомодового сигнала // Известия ВУЗов. Радиофизика. 1999. Т. XLII. № 4. С. 78−87.
4. Поздняк С.И., Мелитицкий В.А. Введение в статистическую теорию поляризации радиоволн. М.: Сов. радио. 1974. 480 с.
5. Павлов В.А. Адаптивные пространственно-поляризационные методы обработки сигналов и помех в условиях радиоэлектронного конфликта. Воронеж: ВВАИУ. 2007. 244 с.
6. Родимов А.П., Поповский В.В. Статистическая теория поляризационно-временной обработки сигналов и помех. М.: Радио и связь. 1984. 272 с.
7. Демичев И.В., Шмаков Н.П., Иванов А.В. Пространственно-поляризационная обработка радиосигналов в гиперкомплексном пространстве // Наукоемкие технологии. 2018. № 10. С. 25−29. DOI 10.18127/j19998465-201810-05.
8. Амелькин Н.И. Кинематика и динамика твердого тела (кватернионное изложение). М.: МФТИ. 2000. 59 с.
9. Березин А.В., Курочкин Ю.А., Толкачев Е.А. Кватернионы в релятивистской физике. Изд. 2-е, испр. М.: Едиториал УРСС. 2003. 202 с.
10. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука. 1976. 278 с.