Способ определения параметров поляризации электромагнитного поля Советский патент 1993 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к измерениям параметров электромагнитных полей и может быть использовано для измерения коэффициента эллиптичности и направления вращения поляризационного вектора электромагнитного поля.

Цель изобретения - упрощение способа.

На рисунке приведены графики зависимостей фазы сигнала на выходе иэмеритель р (#) arctg г3ф tg р

i-W- i j

при -90°

г + Гз

ГЭФ 1+ГТа

-f- arctg гЭф тд р при 90° /5 270°

d2 (p (ff) гэф (1 - гЭф) sin 2/

0)

d d/3

Гэф

cos2P + гэф2 sin2/

(2) V(Р) - эфу ашг./ , .

(С052Ј + гэф2 -sin2/)2

(3)Функция р (fl) периодическая с периодом равным 360°. а функции и

d fi -ной антенны

„d d

.

а также ее первой

и второй

(Р)

производной от

угла между большими осями поляризационных эллипсов измеряемого поля и изме- рительной антенны / для разных значений эффективного коэффициента эллиптичности,рассчитанные по формулам

при -90°

р при 90° /5 270°

0)

00

J

СЛ О

ю

(ff),. --n периодические с периодом равd/32ным 180°.

Для отрицательных значений гэф фазовые поляризационные диаграммы меняют знак на отрицательный, соответственно изменяются знаки первой и второй производной. При /3 - 0 модуль первой производной имеет минимальную величину, при этом выражение (3) в зависимости от угла у примет вид

dy(ff)dy)(y)rv

d /3 . d у Из (2) коэффициент эллиптичности измеряемого поля определяется по формуле

Гэф () (5)

(6)

Гэф определяется выражением

«гm

Для определения гэф из (7) может использоваться любое значение угла /3, однако для повышения точности целесообразно использовать значение угла /3, при котором имеет место наименьшая плотность характеристик p(fi, гэф const) в направлении параллельном оси , т.е. заданному приращению соответствует наименьшее приращение АгЭф. С учетом изложенного выражение (7) в зависимости от угла у имеет вид

Гэф tQ У (У«пах2) - р (Углах 1 - 90°) tg (90°-Углах 1 +Утах2)

Способ осуществляется следующим образом. Измерительную антенну наводят на источник измеряемого поля. Затем измерительную антенну разворачивают вокруг направления на источник измеряемого поля, и в процессе разворота измеряют углы разворотов измерительной антенны в выбранной системе координат и соответствующие этим углам фазы сигналов на выходе измерительной антенны. Затем определяют первую производную фазы принятого сигнала по углу поворота измерительной антенны, рассчитывал ее, например, через приращение угла и соответствующее приращение фазы. Затем определяют угол поворота измерительной антенны, соответствующий минимуму модуля этой производной и ее значение, соответствующее этому углу. Найденное значение первой производной фазы по углу поворота измерительной антенны равно эффективному коэффициенту эллиптичности. Затем определяют коэффициент эллиптичности и направление враще0

5

0

ния поляризационного вектора по формуле

(6).

Для повышения точности, определяют вторую производную фазы принятого сигнала по углу поворота измерительной антенны, определяют угол поворота измерительной антенны, соответствующий максимуму модуля этой производной утах2. Затем определяют эффективный коэффициент эллиптичности по формуле (8). Затем определяют коэффициент эллиптичности и направление вращения поляризационного вектора по формуле (6).

Использование данного изобретения позволяет упростить процесс измерения .при использовании измерительной антенны с произвольной, но фиксированной поляризацией. Единственное ограничение заключается в том, что измерительная антенна не должна иметь круговую поляризацию. Использование изобретения по п.2 позволяет уменьшить составляющую погрешности измерений, обусловленную погрешностью измерителя разности фаз примерно в 3-10 раз в зависимости от величины коэффициента эллиптичности измеряемого поля и измерительной антенны,

Формула изобретения

Способ определения параметров поляризации электромагнитного поля, включающий наведение измерительной антенны на источник исследуемого поля, прием ею исследуемого поля, вращение измерительной антенны вокруг направления на источник 5 исследуемого поля,измерение фазы р (у) принятого сигнала в зависимости от угла поворота у измерительной антенны, а также первой производной фазы принятого сигнала на углу поворота измерительной антенны, определение ее максимального значения и соответствующего ему угла поворота измерительной антенны утах1 и определение параметров поляризации исследуемого электромагнитного поля по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, в качестве измерительной антенны используют антенну с неизменяемой поляризацией дополнительно определяют минимальное значение модуля первой производной фазы принятого сигнала по углу поворота измерительной антенны и соответствующий ему угол поворота измерительной антенны УГЛЫ-и определяют коэффициент эллиптичности по формуле

г Гэф-Га/1-ГэфГа.

правое направление вращения поляризационного вектора соответствует положительному значению коэффициента

5

0

0

5

0

эллиптичности, а левое направление вращения - отрицательному значению коэффициента эллиптичности, где га - коэффициент эллиптичности измерительной антенны.

.- СГ-уыш).

эффективный коэффиГэф dy

циент эллиптичности.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что дополнительно определяют вторую производную фазы принятого сигнала по

углу поворота измерительной антенны, определяют максимум- модуля второй производной и соответствующей ему угол поворота измерительной антенны } тах2 и определяют эффективный коэффициент эллиптичности по формуле

Гэф

10

Ц Р (Углах) ff Qftnaxt 90°) tg (90° - Vmax1 + } max2)

Использование: определение параметров поляризации электромагнитного поля. Сущность изобретения: в процессе поворота измерительной антенны вокруг направления на источник измеряемого поля, измеряется фазовая поляризационная диаграмма, т.е. зависимость относительной фазы сигнала на выходе измерительной антенны от угла ее поворота, а также первая и вторая производные фазы по углу поворота, после чего определяют их минимальное и максимальное значение, соответственно, и соответствующие поворота. Коэффициент эллиптичности определяют по приведенным формулам. 1 з.п. ф-лы,