Реферат: Поляризационная структура излученного сигнала, принятого сигнала. Когерентное объединение (накопление) сигнала в поляризационных каналах

где - максимальное значение коэффициента рассеяния (отра­жения) вибратора при облучении его линейно поляризованной волной, ректор поля которой параллелен оси вибратора.

Пример 2. Поляризационная матрица рассеяния сферы в любом базисе:

.

Пример 3. Поляризационная матрица рассеяния вибратора (рис. 5) в наклоненном линейном базисе, один из ортов которого параллелен оси вибратора, т.е. в собственном поляризационном ба­зисе:

.

Таким образом, вибратор является в общем случае объектом рассеяния, изменяющим поляризационную структуру облучающей волны. Объекты рассеяния радиоволн, обладающие деполяризующими свойствами, назы­ваются анизотропными в поляризационном смысле. Таких объектов -подавляющее большинство. Сфера является объектом рассеяния, не из­меняющим поляризационную структуру облучающей волны. Такие объек­ты называются изотропными в поляризационном смысле. Изотропными являются любые осесимметричные объекты, еслиих ось симметрии сов­падает с направлением на систему. Для изотропных объектов . Следует обратить внимание на некоторую условность понятия изотроп­ного в поляризационном смысле объекта наблюдения. Эта условность касается направления вращения вектора поля. Сохранение направления вращения вектора поля при отражении как необходимое условие изо­тропности объекта наблюдения, предполагает наблюдение обеих волн (падающей и отраженной в обратном направлении) по нормали к фронту каждой волны.

???. 2.10.5. ????????

Рис. 6. Поворот базиса в плоскости поляризации

Однако в большинстве случаев предполагается наблюдение обеих волн с какой-то одной стороны (со стороны РЛС или объекта). При этом направление вращения вектора поля отражен­ной волны меняется на противоположное по сравнению с падающей волной. Эта условность, конечно, не может изменить представления об изотропности (в поляризационном смысле) объекта наблюдения.

Теперь обратимся ко второму явлений при отражении электромаг­нитной волны - декорреляции ее поляризационной структуры. Прежде всего отметим, что отраженная волна является линейным преобразова­нием падающей волны, причем свойства этого линейного преобразования определяются поляризованной матрицей рассеяния:

.

Данное обстоятельство свидетельствует о том, что четыре ком­поненты отраженного сигнала, соответствующие двум взаимно ортогональным поляризациям на прием при двух взаимно ортогональных поляризацияхна излучение

,

,

,

,

являются сильно коррелированными, т.е., функционально линейно за­висимыми, если соответствующие комплексные амплитуды взаимно орто­гональных по поляризации составляющих падающего поля и являются сильно коррелированными, а также если объект наблюдения (цель) в поляризационном смысле является стабильным, т.е. пара­метры его поляризационной матрицы рассеяния не изменяются (не флуктуируют) случайным образом, а если и изменяются, то "дружно". Последнее характерно для целей (объектов наблюдения) с жесткой конструкцией, у которых положение в пространствеодних отража­телей, определяющих компоненту с одной поляризацией, зависит от расположения других отражателей, определяющих компоненту с ортого­нальной поляризацией.

Напротив, если объект наблюдения имеет нежесткую или "мягкую" конструкцию, например, совокупность пространственно распределен­ных элементарных отражателей, когда положение в пространстве одних отражателей не зависит от расположения других и эти отражатели являются анизотропными в поляризационном смысле, то приведенные выше четыре компоненты рассеянного поля оказы­ваются некоррелированными, а рассеянная волна хаотически поляризо­ванной (неполяризованной). Такая ситуация характерна для мешающих отражений от объемно или поверхностно распределенных отражателей, обладающих свойством поляризационной анизотропности.

В случае поляризационно изотропных отражателей, обладающих свойством осевой симметрии по направлению на РЛС, две компоненты рассеянного поля и принципиально отсутствуют, поскольку , а компоненты и рассеянного поля с учетом равенства диагональных элементов матрицы рассеяния будут сильно коррелированными, если сильно коррелированными явля­ются комплексные амплитуды падающего поля и . Эта си­туация характерна для объемно распределенных гидрометеоров (дождь, снег, туман, град, пыль), отражатели которых имеют осесимметричную (как правило, сферическую) форму.

Таким образом, при анализе корреляционных свойств ортогональ­но поляризованных составляющих отраженного (рассеянного) сигнала или мешающих отражений следует учитывать во взаимосвязи ряд факто­ров:

- степень жесткости конструкции объекта наблюдения,

- степень поляризационной изотропности элементарных отражате­лей, из которых состоит объект наблюдения;

- степень коррелированности комплексных амплитуд и падающего поля.

Принципы поляризационной обработки сигналов на фоне помех

Под поляризационной обработкой понимается некоторый способ объединения поляризационных каналов многоканальной по поляризации системы. Принципы поляризационной обработки можно сформулировать на основании общих принципов пространственно-временной обработки:

- подавление помех путем междуканального вычитания коррели­рованных ортогонально поляризованных составляющих мешающих колебаний (излучений и отражений;

- накопление сигнала путем междуканального сложения (коге­рентного или некогерентного) коррелированных ортогонально поляри­зованных составляющих отраженного сигнала.

Когерентное объединение (накопление) сигнала в поляризационных каналах.

Основой когерентного объединения сигнала в поляризационных каналах многоканальной по поляризации РЛС является его сильная межканальная корреляция, характерная для объектов наблюдения с жесткой конструкцией. При этом оптимальная процедура объединения сигналов с разных каналов сводится ких взвешенному когерентному накоплению (рис. 7).

Максимально возможная эффективность когерентного поляризацион­ного объединения сигналов определяется числом поляризационных ка­налов :