РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ

Полезная модель относится к радиолокации и может быть использована в качестве эталонного радиолокационного отражателя (РО), обладающего свойствами частично-невзаимного объекта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является РО 1, представляющий пассивную переизлучающую пирамидальную рупорную антенну. Недостатком описанной конструкции является то, что она не может служить в качестве эталонного РО, обладающего кодированными частично-невзаимными свойствами.
Технический результат, на достижение которого направлено данное решение - придание РО частично-невзаимных поляризационных свойств.
Радиолокационный отражатель, представляющий собой пассивную переизлучающую пирамидальную рупорную антенну, отличается тем, что в конструкцию включен отрезок квадратного волновода с двумя встроенными волноводами прямоугольного сечения, при этом первый прямоугольный волновод предназначен для вьщеления линейной вертикально поляризованной компоненты электромагнитной волны и объединяется с волноводом квадратного сечения с помощью секции плавного перехода с квадратного на прямоугольный волновод, а второй прямоугольный волновод предназначен для выделения линейной горизонтально поляризованной компоненты электромагSM
нитной волны и соединяется с первым волноводом с помощью прямоугольного волноводного тракта со скруткой на 90, в состав которого включён ферритовый Y-циркулятор, одно из плеч которого соединено с согласованной нагрузкой.
Известно, что наиболее полно поляризационные и энергетические характеристики рассеяния цели описывает оператор рассеяния 2, проекцией которого на тот или иной поляризационный базис является матрица рассеяния S, элементы которой в общем случае являются комплексными переменными
В случаях, когда область распространения падающих и рассеянных волн является невзаимной, матрица обратного рассеяния (МОР) произвольной среды имеет несимметричнзлю форму 2, при этом S  .
В работе 3 вводится параметр , называемый коэффициентом невзаимности, который определяется согласно выражению
|,2 2.|о.5.(;,-5;,) (2)
,
Параметр  позволяет производить классификацию объектов на:
5,, 5,2
(1)
- частично-невзаимные, для которых  лежит в интервале от нуля до
единицы.
С целью оценки характеристик рассеяния объектов, для которых 0, необходимо предварительно провести внешнюю калибровку радиолокационной станции с помощью эталонного радиолокационного отражателя, обладающего невзаимными свойствами. В качестве такого объекта можно использовать РО, представленный на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4.
На фиг. 1 представлена конструкция РО (вид сбоку), на фиг. 2 представлена конструкция РО (вид снизу), на фиг. 3 представлена конструкция РО (вид спереди), на фиг. 4 представлена конструкция РО (вид сверху), на фиг. 5 показана волноводная скрутка на 90.
На фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 в различных плоскостях изображена конструкция РО, в состав которого входит пирамидальная рупорная антенна 1, конструктивно объединённая с волноводным устройством разделения электромагнитной волны (ЭМВ) на линейные ортогонально поляризованные компоненты. Данное устройство представляет собой отрезок квадратного волновода 2 с двумя встроенными волноводами прямоугольного сечения 4 и 5, при этом прямоугольный волновод 5 предназначен для выделения линейной вертикально поляризованной компоненты ЭМВ и объединяется с волноводом квадратного сечения 2 с помощью секции 3 плавного перехода с квадратного на прямоугольный волновод. Волновод 4 предназначен для выделения линейной горизонтально поляризованной компоненты ЭМВ и соединяется с волноводом 5 с помощью прямоугольного волноводного тракта 6, в состав которого включена волноводная скрутка на 90 7 и ферритовый Yцнркулятор 8, одно нз плеч которого соединено с согласованной нагрузкой 9. Типичная волноводная скрутка представлена на фиг. 5.
В предположении, что волноводы 2, 4, 5, 6 не имеют конструктивных неоднородностей, коэффициент отражения ЭМВ от ферритового Yциркулятора 8 пренебрежимо мал, а пирамидальная рупорная антенна 1 согласована с внешней средой и имеет осесимметричную диаграмму направленности, работу устройства можно описать следующим образом. Электромагнитная волна, принятая апертурой антенны 1, возбуждает в квадратном волноводе 2 волны с типом HOI и Ню, (соответствующие горизонтальной и вертикальной компонентам принятой ЭМВ). Возбуждённая в волноводе 4 волна (с типом Ню) проходит через волноводный тракт 6, включающий скрутку на 90 7 и ферритовый Y-циркулятор 8 в направлении волновода 5 без существенного затухания. Вместе с тем, возбуждённая в волноводе 5 волна (с типом Ню), проходя через ферритовый У-циркулятор 8 в направлении волновода 6, ответвляется в согласованную нагрузку 9, где полностью поглощается 4, 5. ЭМВ, прошедшая тракт прямоугольных волноводов, поступает в квадратный волновод, с последующим переизл)ением рупорной антенной 1. Секция плавного перехода 3 с квадратного на прямоугольный волновод предназначена для уменьшения отражений от места сочленения волноводов.
Следует отметить, что согласно 4 Y-циркулятор - это трёхполюсник (с тремя плечами), отличающийся, тем что при подаче сигпала в первое плечо, эпергия передаётся только во второе, и не передаётся в третье. Аналогично, при подаче сигнала во второе плечо энергия будет передаваться только в третье плечо, и не будет распространяться в первое. На фиг. 1 направление распространения ЭМВ через Y-циркулятор указано стрелкой (т. е. от волновода 5 к согласованной нагрузке 9, от волновода 6 к волноводу 5).
Матрицу обратного рассеяния 5 такого отражателя можно определить следующим образом
S  M,,,(3)
- матрица Джонса волноводной скрутки 7 (учитывает преобразование поляризационного состояния векторной компоненты ЭМВ на ортогональное, при распространении в волноводном тракте); 1 о
- матрица Джонса перехода с круглого 2 на прямоугольМ..
ный волновод 4;
. 2-п
к волновое число;
я - длина волны; вию
0о
S
1о
Как видно из (4) МОР имеет несимметричный вид, что является проявлением невзаимных свойств отражателя.
Плотность нотока мощности отражённой РО ЭМВ П связана с горизонтальной и вертикальной компонентами напряжённости Е и Е падающей на объект ЭМВ 2 соотношением:
Е F
Щ
г в G G
- знак эвлидова преобразования;  - знак комплексного сопряжения. Подставляя выражение (6) в (5) получим
Таким образом, плотность потока мощности отражённой ЭМВ П оказывается меньше плотности потока мощности 77, падающей ЭМВ.
ir
Е,г Е,,
Я,
1Г МЯ
(4)
-ч г
(5)
(6)
(7)
.  . + д
(8) с учётом того, что всегда можно выбрать k-l, удовлетворяющее услое   1, выражение для S нринимает вид: матрица Грейвса, определяемая через МОР S объекта 2
Физически это означает, что ЭМВ улавливается апертурой антенны, подвергается поляризационному преобразованию, заключающемуся в поглощении вертикально поляризованной компоненты, а затем переизлучается. При этом вертикальная векторная компонента ЭМВ меняет своё состояние на ортогональное.
Подставляя значения элементов МОР S вида (4) в выражение (2) получаем:
U   0,5(9)
Таким образом, представленный РО обладает свойствами частичноневзаимного объекта
Положительный эффект от использования предложенной полезной модели заключается в придании радиолокационному отражателю кодированных невзаимных поляризационных свойств, что позволяет использовать отражатель в качестве эталонного радиолокационного отражателя, обладающего свойствами частично-невзаимного объекта.
1.Кобак В. С. Радиолокационные отражатели. - М.: Советское радио, 1975.-248 с.
2.Богородский В.В,, Канарейкин Д.Б., Козлов А.И. Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных нокровов.- Л.: Гидрометеоиздат, 1981
3.Хлусов В.А. Параметризация матрицы обратного рассеяния невзаимных сред // Оптика атмосферы и океана 8, J42 10 1995, 1441-1445
4.Лебедев И. В, Техника и нриборы СВЧ. - М.: - Высшая школа, 1970. - 440 с.
5.Микаэлян А. Л. Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. - М.-Л.: - Госэнергоиздат, 1963. - 664 с.