Проценко М. Б., Бахтіяров В. В., Троїцький А. В., Комаров П. А. Севастопольський національний технічний університет Стрілецька бухта, Студмістечко, Севастополь 99053, Україна тел: +380 (692) 235-233, e-mail : rt.sevgtu@stel.sebastopol.ua


Дое. >0

де Ке. <0 лівостороння поляризація досліджуваних

мого поля, а

відповідно правосторонній

Анотація Представлені результати досліджень поляризаційної структури поля випромінювання спіральних антен з використанням методу розкладання електромагнітної хвилі на ортогональні складові в круговому поляризаційному базисі. Визначено похибка розрахунку поляризаційних параметрів поля випромінювання антен, а також пропонується спосіб збільшення точності визначення поляризаційних параметрів при використанні антен з еліптичною поляризацією і урахуванням коефіцієнтів еліптичності цих антен.

I. Введення

Більшість спіральних антен є антенами з обертовою поляризацією поля випромінювання. У зв’язку з цим вимір характеристик випромінювання таких антен вигідно проводити в круговому поляризаційному базисі. Найбільш оптимальним з точки зору витрат часу на вимірювання є амплітудний метод вимірювання.

В [1-3] показано, що всі поляризаційні параметри (ПП) електромагнітної поляризованої хвилі (ЕПШ) можна отримати непрямим шляхом. Для цього необхідно провести вимірювання тільки амплітудних діаграм спрямованості для двох ортогональних компонент в круговому поляризаційному базисі.

Метою даної роботи є отримання основних співвідношень зв’язують амплітудні характеристики в круговому поляризаційному базисі з ПП поля випромінювання досліджуваної антени. А також аналіз похибок вимірювань пов’язаних з не ідеальністю допоміжних антен (ВА) використовуються в вимірах.

II. Основна частина

До числа основних поляризаційних параметрів ЕПШ належать такі [1]:

1. Коефіцієнт еліптичності (КЕ) по полю Дое.,

рівний відношенню амплітуд поля Ядцд і

2. Кут орієнтації ПЕ р (див. рис. 1).

3. Напрямок обертання вектора поляризації, яке визначається знаком + перед КЕ.

На рис. 1 зображено ПЕ в декартовій системі координат, велика піввісь якого нахилена до осі А ‘на кут р. Тут же відзначені введені вище ПП, що визначають ПЕ.

З [3] слід що при використанні як ортогонально поляризованого базису кругових компонент, вимірюючи відповідні амплітуди

Рис. 2. Залежність осьового КЕ від співвідношення вимірюваних амплітуд поля

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

Згідно з наведеними кривим видно, що висока точність визначення ПП досягається для ли-

Нейн-поляризованого поля (Ке. = 0) навіть при неідеальних ВА. Істотні похибки проявляються при обчисленні ПП поля з круговою поляризацією, де значення КЕ залежить як від динамічного діапазону змінитак і від ПП ВА. Зокрема, при використанні ВА з високими значеннями КЕ (КЕПР = КЕльовіт = 1,0) максимально досяжний КЕ досліджуваного поля в динамічному діапазоні 20 дБ (40 дБ) відповідає значенню ± 0,82 (± 0,98). Використовуючи результати розрахунку КЕ поля випромінювання за вказаною залежності, встановлено, що максимальна помилка у визначенні КЕ досліджуваного поля при

Дое. пр = Дое. лев = 0,9 (0,8) відповідно становить 10% (20%).

III. Висновок

У даній роботі отримані основні співвідношення, що зв’язують амплітудні характеристики для двох ортогональних компонент в круговому поляризаційному базисі з ПП поля випромінювання досліджуваної антени і проаналізовано похибки вимірювань пов’язані з допоміжних антен.

IV. Список літератури

[1] Лобкова Л. М., Проценко М. Б. Аналіз поля випромінювання антен з обертовою поляризацією / /

Изв. вузів. Радіоелектроніка, 2002. Т.45, № 5. -С.14-20.

[2] Проценко М. Б. Особливості поляризаційних вимірювань в круговому базисі / / Вім1рювальна та обчислювальна техика в технолопчніх процесах.

[3] Проценко М. Б. Амплітудний метод вимірювання поляризаційних параметрів антен / / Праці Всерос. наук. конф. “Фізика радіохвиль”, 23-28 сент. 2002. Томськ: Изд-во Том. ун-ту. 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 До 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.

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.