Файл: Гусев, К. Г. Поляризационная модуляция.pdf

как одну квазимонохроматическую волну. Поэтому в боЛь^ шинстве случаев мы будем полагать в (2.1.3)

Помехи в радиолинии могут быть как узкополосны­ ми, например помехи, от соседних станций, работающих на близкой к соо частоте, так и широкополосными. Одна­ ко при приеме спектр широкополосной помехи ограничи­ вается по верхней и нижней частоте в силу конечной полосы пропускания приемного устройства. Поэтому по­ меху также можно считать квазимонохроматической волной вида (2.1.2), причем Ah(t), фл(£) для помехи —

случайные функции. Строго говоря, и в случае сигнала функции A h(t), фь(/) являются случайными, так как за­

ранее известная функция информации не несет. Однако для уяснения многих существенных свойств сигнала вполне допустимо считать его амплитуду Ak(t) и фазу

ф&(^) детерминированными функциями. В частности, это условие принимается при анализе поляризационной структуры радиосигналов.

Говоря о поляризационной структуре сигнала, сле­ дует помнить, что поляризационными свойствами обла­

ляющих системах типа волноводов. Бессмысленно гово­ рить о поляризации сигнала на выходе, например, сме­ сителя. Однако поляризационные параметры волны определяются исключительно амплитудно-фазовыми соотношениями ее компонент. Эти соотношения сохра­ няются и в сигналах, которые образуются на выходах приемной антенны при приеме волны.

Обычные антенны, в том числе и эллиптической по­ ляризации, принимают только ту компоненту волны, па­ раметры поляризации которой совпадают с поляриза­ ционными параметрами самой антенны. Компонента ортогональной поляризации при этом отражается. Что­ бы принимать полностью энергию волны любой поляри­ зации, в конструкции приемной антенны должна быть предусмотрена возможность разложения принимаемой волны на две поляризационно-ортогональные компонен­ ты с последующим усилением и преобразованием каждой из этих компонент в своем канале.

Такую антенну, совмещающую в себе фактически две антенны ортогональной поляризации, будем назы­ вать двухкомпонентной антенной эллиптической поляри­ зации. Если предусмотрены специальные меры против

50

амплитудных и фазовых искажений в двух каналах приемного устройства, то по амплитудно-фазовым соот­ ношениям принятых сигналов можно оценить поляри­ зационную структуру той волны, которая порождает эти сигналы. В этом смысле можно говорить о поляриза­ ционной структуре самих сигналов, а также и помех. При этом оба сигнала Si(t) и 5г(0 мы должны, рассма­

тривать как две компоненты единого сигнала, сущест­ вующего в двух каналах общего приемного устройства, и поэтому, так же как и принимаемую плоскую волну, этот сигнал будем называть двумерным, а его состав­ ляющие S i(t) и S2(^) — проекциями двумерного сигнала

на оси базиса, в котором рассматривается этот сигнал. Фактически базис сигнала задается поляризационными параметрами двухкомпонентной приемной антенны. Однако, как будет показано в дальнейшем, некоторые линейные преобразования над двумерным сигналом в самом приемном устройстве равносильны изменению параметров поляризации (или базиса) приемной антен­ ны. Поэтому, говоря о базисе, в котором представляется

претировать либо как проекцию плоской квазимонохроматической волны на неподвижную плоскость, перпен­ дикулярную вектору Пойнтинга этой волны, либо как совокупность двух сигналов Si(/) и 5г(0> существующих одновременно в двух каналах устройства формирования или обработки этих сигналов. Комплексное представле­ ние двумерного сигнала на двойной комплексной плоско­ сти получается из комплексной формы представления компонент этого сигнала S±(t) и 5г(0 при одновремен­

ной замене неподвижной плоскости, на которую проек­ тируется волна, либо воображаемого двумерного прост­

а в ортогонально-эллиптическом базисе

Поляризационную структуру двумерного сигнала можно определить, указав поляризационные параметры каждой гармоники спектра этого сигнала. Но сам спектр Фурье можно определить лишь для периодических сигна­ лов. Для непериодических сигналов можно определить лишь спектральную функцию, а для случайных сигналов и помех — энергетический спектр, который не несет информации о фазах спектральных составляющих и, следовательно, о поляризационных параметрах прини­ маемой волны. Тем не менее можно определить некото­ рые энергетические характеристики случайных сигналов и помех, которые будут достаточно полно описывать поляризационные свойства принимаемой волны. Для де­ терминированных сигналов можно определить функции, описывающие процесс изменения состояния поляризации принимаемой волны во времени. Определению и описа­ нию этих параметров и будет посвящена данная глава.

2.2.ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ДИАГРАММА СУММЫ ДВУХ МОНОХРОМАТИЧЕСКИХ ВОЛН

Простейшей квазимонохроматической волной является волна, состоящая из двух монохроматических волн, распространяющихся з одном и том же направлении и имеющих частоты дц и со2, незна­

Положим, что обе эти монохроматические волны имеют одинаковые параметры поляризации и, следовательно, одну и ту же поляризаци­

52

от эллипса с параметрами *р, 0, чем медленнее изменяется огибаю­

но форма и ориентация остаются неизменными. Поэтому такая квазимонохроматическая волна считается полностью поляризован­ ной с неизменными параметрами поляризации.

ме и ориентации совпадающий с годографом вектора Е любой

спектральной составляющей волны. Годограф суммарного вектора

Е, наблюдаемый в течение нескольких периодов центральной ча­

стоты спектра квазимонохроматичеекон волны, по форме и ориента­ ции весьма незначительно отличается от поляризационной диаграм­ мы волны.

Рассмотрим теперь случай, когда квазимонохроматическая волна представлена суммой двух волн разной частоты и разной поляризации, т. е.

При условии (2.2.5) выражение, стоящее в (2.2.6) в квадратных

времени, совпадающий со срединой интервала At. Эту постоянную

величину можно представить в виде

53

тельно, выражение, стоящее в (2.2.7) в квадратных скобках, можно представить на двойной комплексной плоскости комплексным чис­ лом, модуль которого равен единице, т. е.

ной амплитудой, с постоянными параметрами поляризации и с не­ сущей частотой шо= 0,5 (ю1+<В2) :

54