РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ

Полезная модель относится к раднолокацни н может быть использована в качестве эталонного радиолокационного отражателя (РО), обладающего свойствами невзаимного объекта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является РО 1, представляющий пассивную переизлучающую коническую рупорную антенну. Недостатком описанной конструкции является то, что она не может служить в качестве эталонного РО, обладающего кодированными невзаимными свойствами.
Технический результат, на достижение которого направлено данное решение - придание РО невзаимных поляризационных свойств.
Радиолокационный отражатель, представляющий собой пассивную переизлучающую коническз о рупорнзто антенну, отличается тем, что в конструкцию включен отрезок круглого волновода с двумя встроенными волноводами прямоугольного сечения, при этом первый прямоугольный волновод предназначен для выделения линейной вертикально поляризованной компоненты электромагнитной волны и объединяется с волноводом круглого сечения с помощью секции плавного перехода с круглого на прямоугольный волновод, а второй прямоугольный волновод предназначен для выделения линейной горизонтально поляризованной компоненты электромагнитной волны и соединяется с первым волноводом с помощью прямоугольного волноводного тракта со скруткой на 90°, в состав которого включён невзаимный ферритовый фазовращатель. 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 несимметричную форму 2, при этом  S..
В работе 3 вводится параметр , называемый коэффициентом невзаимности, который определяется согласно выражению
1.2 .5is,-S,,}
I ь I(2)
,,,, Параметр  позволяет производить классификацию объектов на:
-взаимные, для которых   О;
S
(1)
.  J
- частично-невзаимные, для которых , лежит в интервале от нуля до
единицы,
С целью оценки характеристик рассеяния объектов, для которых  т о,
необходимо нредварительно провести внешнюю калибровку радиолокационной станции с иомощью 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 коническая рупорная антенна 1, конструктивно объединённая с волноводным устройством разделения электромагнитной волны (ЭМВ) на линейные ортогонально поляризованные компоненты. Данное устройство представляет собой отрезок круглого 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
круглого сечения 2 с помощью секции 3 плавного перехода с круглого на прямоугольный волновод,. Волновод 4 предназначен для выделения линейной горизонтально поляризованной компоненты ЭМВ и соединяется с волневодом 5 с помощью прямоугольного волноводного тракта 6, в состав которого включена волноводная скрутка на 90 7 и невзаимный ферритовый фазовращатель 8. Типичная волноводная скрутка представлена на фиг. 5.
В предположении, что волноводы 2, 4, 5, 6 не имеют конструктивных неоднородностей, а коническая рупорная антенна 1 согласована с внешней средой и имеет осесимметричную диаграмму направленности, работу устройства можно описать следующим образом. Электромагнитная волна, принятая апертурой антенны 1, поступает в круглый волновод 2 (с типом Ни), где разделяется на ортогонально поляризованные линейные компоненты. Возбуждённая в волноводе 4 волна (с типом Ню) проходит через волноводный тракт 6, включающий скрутку на 90° и невзаимный ферритовый фазовращатель 8 в направлении волновода 5. Вместе с тем, возбуждённая в волноводе 5 волна (с типом Ню), проходит через волноводный тракт 6, включающий невзаимный ферритовый фазовращатель 8 и скрутку на 90°, в направлении волновода 4. ЭМВ, прошедщие тракт прямоугольных волноводов, поступают в круглый волновод (с типом Нц), с последующим переизлучением рупорной антенной 1. Нри этом назначение невзаимного ферритового фазовращателя 8 заключается во внесении фазовой задержки j для ЭМВ распространяющейся в сторону волновода 6, и внесении фазовой задержки 2 для ЭМВ распространяющейся в сторону волновода 5 4,5. С целью возбуждения круглого волновода, входящего в конструкцию антенныотражателя, одним типом волнЯ,,, необходимо, чтобы радиус сечения г волновода 2 лежал в пределах 0,293-Я г 0,383-/1 6 (где 1 -длина
волны). Секция плавного перехода 3 с круглого на прямоугольный волновод предназначена для уменьшения отражений от места сочленения волноводов.
Матрицу обратного рассеяния S такого отражателя можно определить следующим образом
5  М,....Л/„ + М, - матрица Джонса волноводной скрутки
образование поляризационного состояния векторной компоненты ЭМВ на ортогональное, при распространении в волноводном тракте); 2-S  ный волновод 5; ный волновод 4;
j - фазовая задержка, вносимая фазовращателем 8 при распространении волны в сторону волновода 6;
2- фазовая задержка, вносимая фазовращателем 8 при распространении волны в сторону волновода 5;
, 2-л:
,
,-J-k-l
(3)
-, матрица Джонса перехода с круглого 2 на прямоугольматрица Джонса перехода с круглого 2 на прямоуголь7 (учитывает превию
5
Как видно из (4) МОР имеет несимметричный вид (,  j)  является проявлением невзаимных свойств отражателя.
Плотность потока мощности отражённой РО ЭМВ Яз связана с горизонтальной и вертикальной компонентами напряжённости ,, и Е падающей на объект ЭМВ 2 соотношением:
Е:Г Е:,
Я. G G
- знак эвлидова преобразования;  - знак комплексного сопряжения. Подставляя выражение (6) в (5) получим
П Е   -Е +Е    Е
J.J.2 1Г Мг1В 1В
Плотность потока мощности падающей на РО ЭМВ Я, 2 определится
,-7-ft
(4)
,
1Г
G(5)
(6)
(7) Я - длина волны; / - электрнческая длина волноводного тракта. 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
I г
E,r Е-,,
1
г в В случае, когда ,  О и j
имеем:
Яг - ,V  Е, + Е   - П
Физически это означает, что ЭМВ улавливается апертурой аитенны 1, подвергается поляризационному преобразованию, а затем переизлучается. При этом горизонтальная и вертикальная векторные компоненты ЭМВ меняют своё состояние на ортогональное.
В случае ,  О и 2   МОР отражателя определится в виде:
О 1
S  -1 О
Подставляя значения элементов МОР S вида (4) в выражение (2) получаем:
2  1-COS(, ) Из (11) следует квадрат модуля РО определяется разностью фаз (, Для МОР вида (10)   1. Таким
ствами абсолютно невзаимного объекта.
-   EIF + }в  в
(8)
(9)
(10)
(И) (фазовращатель является гиратором 5) коэффициента невзаимности 1 3 2) невзаимного фазовращателя. образом, данный РО обладает свойв случае, когда разность фаз (()ii  квадрат модуля коэффициента невзаимности принимает значения О    1. В данном случае РО обладает свойствами частично-невзаимного 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 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 покровов.- Л.: Гидрометеоиздат, 1981
3.Хлусов В.А. Параметризация матрицы обратного рассеяния невзаимных сред // Оптика атмосферы и океана 8, № 10 1995, 1441-1445
4.Микаэлян А. Л. Теория и применение ферритов на сверхвысоких частотах. - М.-Л.: - Госэнергоиздат, 1963. - 664 с.
5.Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. - М.: - Высшая школа, 1970. -440с.
6.Айзенберг Г.З, Ямпольский В. Г., Терёшин О. Н. Антенны УКВ. Ч. 1 -М.: Связь, 1977