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雷达对抗系统极化方式的选择
发布时间:2022-08-22 09:46:17 | 作者:超级管理员 | 来源:本站

  天线的极化是由电磁波的极化决定的。电磁波的极化方向通常是根据其电场矢量的空间方向来描述的。电磁波的极化是指沿着电磁波的传播方向,电场矢量在空间中的方向随着时间的推移而变化的轨迹。如果这个轨迹是一条直线,它被称为线极化;如果它是一个圆,它被称为圆极化;如果它是一个椭圆,它被称为椭圆极化。图1显示了电磁波电场矢量取向随时间变化的典型轨迹曲线。


  时间变化和极化轨迹


  利用极化特性划分电磁波,有线极化波、圆极化波和椭圆极化波。线极化和圆极化是椭圆极化的两种特殊情况。圆极化和椭圆极化波的电场矢量方向随时间旋转。从电磁波传播的方向来看,其旋转方向可分为顺时针方向和逆时针方向。顺时针旋转电场矢量称为右极化,逆时针旋转称为左极化。


  选择雷达对抗极化模式


  雷达发射电磁波是为了检测和传输能量。选择不同的极化方法是为了减少能量损失。例如,云雨天气对圆极化电磁波的损失较小,广泛应用于气象雷达、卫星通信等行业;在雷达行业,目标对不同的极化和反射能量有不同的反应,并将根据不同的应用场景选择不同的极化方法。


  对于圆极化天线,无论接收和接收天线的极化方向如何,感应信号都是相同的,不会有任何差异。因此,圆极化天线的优点是时不调整极化角度,可以有效克服反射引起的多径效应,但也降低了系统对天线方向的敏感性。


  线极化天线主要用于一般固定雷达,圆极化天线可用于电子对抗和侦察设备或通信设备在剧烈摆动和高速旋转的飞机上。椭圆极化是一种不完全的极化方法,可以分解为两个不同的范围,旋转到相反的圆极化波,或者两个范围和相位不同的正交极化波。因此,椭圆极化天线通常不使用,只有在圆极化天线设计不完善时才会出现。


  在线极化中,水平极化比垂直极化具有地面反射波影响小、抗干扰能力强的优点;垂直极化比水平极化接收难度小,适用于移动接收信号。


  从表中可以看出,天线极化模式的选择具有一定的规律性。我们关注的敌人大功率雷达主要是线极化。然而,极化模式没有绝对的优缺点。不同的极化模式可于相同用途的不同雷达,甚至不同的极化模式可用于相同的雷达。因此,雷电系统很难简单地选择与雷达信号一致的极化模式。


  极化天线损失


  在雷达信号传输过程中,只有在接收和天线的极化匹配时,才能获得大功率传输,否则会出现极化损失。极化损失系数是指当接收天线的极化与来波极化不完全匹配时,接收功率损失的数量可以定义为接收功率与接收天线上接收功率的比值。不同极化天线之间的极化损失系数导出过程较长,这里直接给出了常见的结果。


  选择雷达对抗系统的极化模式


  雷抗系统根据雷达目标的两极分化方法不同,接收天线的两极分化方法与雷达发射天线的两极分化方法尽可能相同。然而,由于雷达目标采用了多种不同的两极分化方法,雷抗系统的两极分化方法难以选择。雷抗系统可能采用的两极分化方法如下:


  采用“匹配极化”


  选择与关键目标相匹配的极化方法,您可以接收特定的雷达信号而不会丢失。然而,由于敌方雷达采用了多种不同的极化方法,这种方法显然会错过许多不同的极化方法的目标信号,因此单独使用这种方法的价值并不高。作者认为,当采用这种方法时,我们可以结合其他方法来接收关键目标,同时确保接收目标的类型。


  采用45°斜极化方式


  由表2可得,45°斜极化可以接受敌人的任何极化方法,但也有1/2的功率损失,因此该方法不会错过目标信号,功率损失也在可接受范围内。此外,该方法简单,设计过程经验丰富,斜极化法在雷电系统中得到广泛应用。


  采用“适应极化”


  通过旋转天线和切换坍塌源来改变接收天线的极化极化角,以匹配相同的目标雷达信号。本文称之为适应极化;该方法保证了大功率传输,还可以对抗各种极化方法的雷达。在实际工作过程中,可以交叉使用水平极化和垂直极化来搜索敌方雷达。发现敌方目标后,可以使用与目标匹配的极化方法进行跟踪搜索。


  然而,它带来了几个问题:1.系统设计困难,天线成本高。为了保证雷电系统的作用距离,其天线口径通常较大,旋转操作困难;对于子天线较小的阵列天线,在天线旋转过程中,阵列天线间距可能会发生轻微变化,不利于天线波束校正。2.由于信号判断和天线旋转造成的时间损失,系统收集速度下降。


  垂直和水平双极天线


  该方法不仅保证了大功率传输,而且可以同时对抗各种极化方法的雷达,而不会因为方法的三个旋转过程而给收集带来困难。此外,作为一种新技术,双极天线在雷达领域的应用越来越广泛。因此,虽然这种极化方法在雷抗系统中没有使用,但它很可能成为未来雷抗系统极化方法的重要发展方向。

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