RU2090963C1 - Method of adaptive conversion of polarization of radio signals - Google Patents

Abstract

FIELD: radio communication, radiolocation and radio electronic suppression. SUBSTANCE: method includes reception of polarized radio signal, conversion of polarization of received radio signal with the aid of one or several controlled media with double refraction of beam positioned in succession and provision for possibility of control over differential phase shifts and/or orientations of planes of introduction of differential phase shifts into a priori chosen one corresponding to one of orthogonal components of orthogonal converter with selected polarization basis, amplification of signal with a priori chosen polarization in single-channel amplifier, formation of transmitted signal on frequency of received signal, its amplification, excitation by scalar signal of vector signal with polarization in a way coupled to a priori chosen polarization and provision for passage of this signal through one or several controlled media with double refraction identical to one mentioned above controlled in coordination with them and positioned in inverse sequence with which help conversion of polarization of this vector signal into polarization coupled in required way with polarization of received radio signal is carried out. In this case control over values of introduced differential phase shifts and/or orientations of planes of introduction of differential phase shifts to specified media is realized with use of two orthogonally polarized components of received radio signal, polarization of one of them being matched and of the other one is orthogonal polarization chosen a priori. EFFECT: higher accuracy of adaptive conversion within wide band of frequencies, specifically for orthogonalization or matching of polarization of emitted radio signals with respect to polarization of received radio signals. 20 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиосвязи и, кроме того, может быть использовано в радиолокации и радиоэлектронном подавлении. The present invention relates to the field of radio communications and, in addition, can be used in radar and electronic suppression.

Известны различные технические решения, обеспечивающие адаптивное преобразование, в частности ортогонализацию, поляризации радиосигналов по отношению к поляризации принимаемых радиосигналов (см. например, патенты США N 4853703, 3837051, 3893873). Их существо основано на управляемом внесении дифференциальных фазовых сдвигов. Однако способам, реализованным в таких устройствах, присущи недостатки, которые связаны с невозможностью обеспечения в широкой полосе частот высокой точности адаптивного преобразования (ортогонализации или согласования) поляризации излучаемых радиосигналов в условиях отсутствия априорной информации об истинной поляризации принимаемых радиосигналов. There are various technical solutions that provide adaptive conversion, in particular orthogonalization, of the polarization of the radio signals with respect to the polarization of the received radio signals (see, for example, US patents N 4853703, 3837051, 3893873). Their being is based on the controlled introduction of differential phase shifts. However, the methods implemented in such devices have inherent disadvantages associated with the impossibility of providing in a wide frequency band high accuracy adaptive conversion (orthogonalization or matching) of the polarization of the emitted radio signals in the absence of a priori information about the true polarization of the received radio signals.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, описанный в патенте США N 3849781, кл. 343-18. В данном техническом решении использованы два диэлектрических фазовращателя одинаковой длины, установленные в круглом волноводе. Один из них действует как четвертьволновая пластина, а другой -как полуволновая. Изменение поляризации осуществляется соответствующим поворотом фазовращателей. Поляризация падающей волны определяется путем разделения волны на две ортогональные линейно поляризованные компоненты и измерения их относительных амплитуд и фаз. Информация, полученная из этих измерений, используется для формирования напряжений ошибок и управления двумя независимыми сервоприводами, которые автоматически поворачивают диэлектрические фазовращатели в положение, при котором излучение сигналов осуществляется на поляризации, ортогональной поляризации принимаемых сигналов. Closest to the claimed method is the method described in US patent N 3849781, CL. 343-18. In this technical solution, two dielectric phase shifters of the same length are used, installed in a circular waveguide. One of them acts as a quarter-wave plate, and the other as a half-wave plate. The change in polarization is carried out by the corresponding rotation of the phase shifters. The polarization of the incident wave is determined by dividing the wave into two orthogonal linearly polarized components and measuring their relative amplitudes and phases. The information obtained from these measurements is used to generate error voltages and control two independent servo drives that automatically rotate the dielectric phase shifters to a position in which the radiation of the signals is polarized orthogonal to the polarization of the received signals.

Недостатком известного способа является невозможность достижения высокой точности адаптивного преобразования (ортогонализации) поляризации в широкой полосе частот. Этот недостаток связан с тем, что преобразование поляризации осуществляется с помощью секций с фиксированными дифференциальными фазовыми сдвигами (ДФС) 180^o и 90^o. В широкой полосе частот невозможно обеспечить фиксированные значения ДФС 180^o и 90^o, особенно это относится к секции ДФС 180^o. Следовательно, при работе на частотах, отличных от тех, на которых обеспечивается ДФС 180^o и 90^o, снижается точность ортогонализации поляризации.The disadvantage of this method is the inability to achieve high accuracy adaptive conversion (orthogonalization) of polarization in a wide frequency band. This disadvantage is due to the fact that the polarization conversion is carried out using sections with fixed differential phase shifts (DFS) of 180 ^o and 90 ^o . In a wide frequency band, it is impossible to provide fixed DFS values of 180 ^o and 90 ^o , especially this applies to the DFS section 180 ^o . Therefore, when operating at frequencies other than those at which the DFS is 180 ^° and 90 ^° , the accuracy of polarization orthogonalization is reduced.

Задачей изобретения является создание способа адаптивного преобразования поляризации радиосигналов, обеспечивающего в широкой полосе частот высокую точность адаптивного преобразования, в частности ортогонализации или согласования поляризации излучаемых радиосигналов по отношению к поляризации принимаемых радиосигналов. The objective of the invention is to provide a method for adaptive conversion of the polarization of radio signals, providing in a wide frequency band high accuracy of adaptive conversion, in particular orthogonalization or coordination of the polarization of the emitted radio signals with respect to the polarization of the received radio signals.

Решение поставленной задачи достигается тем, что заявляемый способ адаптивного преобразования поляризации радиосигналов включает прием поляризованных радиосигналов, скалярное усиление принятых сигналов, формирование служебных сигналов на частоте принятых сигналов, их усиление и излучение на поляризации, заданным образом связанной с поляризацией принимаемых радиосигналов. The solution to this problem is achieved by the fact that the inventive method for adaptively converting the polarization of radio signals includes receiving polarized radio signals, scalar amplification of the received signals, generating service signals at the frequency of the received signals, their amplification and radiation on the polarization in a predetermined manner associated with the polarization of the received radio signals.

Новым является то, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, обеспечивающих возможность управления ДФС и/или ориентациями плоскостей внесения ДФС в априорно выбранную, соответствующую одной из ортогонально поляризованных компонент ортомодового преобразователя с выбранным поляризационным базисом, сигнал с априорно выбранной поляризацией усиливают в одноканальном усилителе, скалярным сигналом возбуждают векторный сигнал с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных вышеупомянутым, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, с помощью которых осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, требуемым образом связанную с поляризацией принимаемого радиосигнала, при этом управление значениями вносимых ДФС и/или ориентациями плоскостей внесения ДФС в указанных средах осуществляют с использованием двух ортогонально поляризованных компонент принимаемого радиосигнала, поляризация одной из которых согласована, а другой ортогональна априорно выбранной поляризации. What is new is that the polarization of the received radio signal is converted using one or several successively arranged birefringent controlled media, providing the possibility of controlling the DFS and / or orientations of the planes of introducing DFS into a priori selected one corresponding to one of the orthogonally polarized components of the orthomode converter with the selected polarization basis, the signal with a priori selected polarization is amplified in a single-channel amplifier, a vector is excited with a scalar signal a signal with a polarization, in a certain way associated with a priori selected polarization, and ensure the passage of this signal through one or more controlled media with birefringence, identical to the aforementioned, coordinated with them and located in the reverse order, with the help of which the polarization of this vector signal is converted in the polarization, as required, associated with the polarization of the received radio signal, while controlling the values of the introduced DFS and / or tatsiyami planes making DFS in said media is performed using the two orthogonally polarized components of the received signal, the polarization of one of which is agreed upon, and the other a priori orthogonal to the selected polarization.

Кроме того, управление одной или несколькими средами при приеме радиосигналов осуществляют таким образом, что обеспечивается одновременно максимальный уровень компоненты принимаемого радиосигнала с поляризацией, совпадающей с априорно выбранной поляризацией, и минимальный уровень компоненты принимаемого сигнала с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации. In addition, the control of one or several media when receiving radio signals is carried out in such a way that both the maximum level of the component of the received radio signal with polarization coinciding with the a priori selected polarization and the minimum level of the component of the received signal with polarization orthogonal to the a priori selected polarization are ensured.

Кроме того, при излучении радиосигналов управление одной или более средами, с помощью которых преобразовывают возбуждаемый векторный сигнал с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, в сигнал с поляризацией, требуемым образом связанной с поляризацией принимаемого радиосигнала, осуществляется таким образом, что значения ДФС в этих средах соответствуют значениям ДФС и ориентациям плоскостей внесения ДФС в аналогичных средах, с помощью которых преобразуют поляризацию принимаемого сигнала в априорно выбранную. In addition, when emitting radio signals, the control of one or more media by which the excited vector signal with the polarization associated in a certain way with the a priori selected polarization is converted into a signal with the polarization required in the required manner associated with the polarization of the received radio signal is such that the DPS in these environments correspond to the DFS values and the orientations of the DFS insertion planes in similar media, with the help of which the polarization of the received signal is converted to a priori but selected.

Дополнительно прием и излучение радиосигналов осуществляют из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов, используя одну приемно-передающую антенную систему, при этом преобразование поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную и преобразование возбуждаемого векторного сигнала с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, в сигнал с поляризацией, требуемым образом связанной с поляризацией принимаемого радиосигнала, осуществляют с помощью одной и той же или одних и тех же управляемых взаимных сред с двояким лучепреломлением. Additionally, the reception and emission of radio signals is carried out from one point in space in a time-division mode of reception and emission of radio signals using a single receiving and transmitting antenna system, wherein the conversion of the polarization of the received radio signal to a priori selected and the conversion of the excited vector signal with polarization in a certain way associated with a priori the selected polarization, in a signal with a polarization, as required associated with the polarization of the received radio signal, is carried out using Strongly the same or of the same managed mutual environments twofold refraction.

Кроме того, скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных одной или нескольким средам, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбпанную, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, ортогональную поляризации принимаемого радиосигнала. In addition, a scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with a polarization orthogonal to the a priori selected polarization is excited, and this signal passes through one or more controlled media with birefringence, identical to one or more media that are used to convert the polarization of the received the radio signal in a priori selected, in accordance with them controlled and located in the reverse order, as a result of which carry out formation of the polarization vector signal to the polarization orthogonal to the polarization of the received radio signal.

Кроме того, скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый сигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, согласованной (совпадающей) с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных одной или нескольким средам, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, согласованную (совпадающую) с поляризацией принимаемого радиосигнала. In addition, a scalar signal, into which the received signal is converted, excites a vector signal with a polarization that is consistent with the a priori selected polarization, and ensure that this signal passes through one or more controlled media with birefringence, identical to one or more media that are used to convert the polarization of the received radio signal into a priori selected, controlled in accordance with them and located in the reverse order, as a result of which They make it possible to convert the polarization of this vector signal into a polarization that matches (coincides) with the polarization of the received radio signal.

Дополнительно при приеме и излучении радиосигналов из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации, и обеспечивают прохождение этого сигнала через ту же или те же взаимные управляемые среды с двояким лучепреломлением, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, ортогональную поляризации принимаемого радиосигнала. Additionally, when receiving and emitting radio signals from one point in space in the time division mode of receiving and emitting radio signals by a scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with a polarization orthogonal to the a priori selected polarization is excited and this signal passes through the same or the same reciprocal controlled media with birefringence, which are used to convert the polarization of the received radio signal into a priori selected, as a result of They convert the polarization of this vector signal into a polarization orthogonal to the polarization of the received radio signal.

Дополнительно при приеме и излучении радиосигналов из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, согласованной (совпадающей) с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через ту же или те же взаимные управляемые среды с двояким лучепреломлением, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, согласованную (совпадающую) с поляризацией принимаемого радиосигнала. Additionally, when receiving and emitting radio signals from one point in space in the time division mode of receiving and emitting radio signals by a scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with a polarization that is matched (coincident) with the a priori selected polarization is excited and this signal passes through that or the same mutual controlled media with birefringence, which are used to convert the polarization of the received radio signal into a priori selected As a result, the polarization of this vector signal is converted to a polarization that matches (coincides) with the polarization of the received radio signal.

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, управление ДФС и/или ориентациями плоскостей внесения ДФС в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации. In addition, the polarization of the received radio signal is converted using one or more successively arranged controlled media with birefringence, control of the DFS and / or the orientation of the planes of introducing the DFS into a linear one with a priori chosen orientation of the polarization plane.

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, обеспечивающих управление ДФС и/или ориентациями плоскостей внесения ДФС, в круговую с априорно выбранным направлением вращения векторов поля. In addition, the polarization of the received radio signal is converted using one or more successively arranged birefringent controlled media providing control of the DFS and / or orientations of the DFS introduction planes into a circular one with a priori chosen direction of rotation of the field vectors.

Кроме того, электромагнитную волну, представляющую электромагнитное поле принимаемого радиосигнала, преобразовывают в линейно поляризованную волну с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью одной управляемой среды с двояким лучепреломлением, обеспечивающей изменение ДФС в пределах от 0^o до 360^o и угла наклона плоскости внесения ДФС относительно априорно выбранной ориентации плоскости поляризации в пределах от -90^o до 90^o.In addition, an electromagnetic wave representing the electromagnetic field of the received radio signal is converted into a linearly polarized wave with an a priori selected orientation of the plane of polarization using one controlled medium with birefringence, providing a change in the DFS in the range from 0 ^o to 360 ^o and the angle of inclination of the plane of the DFS relative to a priori selected orientation of the plane of polarization in the range from -90 ^o to 90 ^o .

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с априорно выбранным направлением вращения векторов поля с помощью одной управляемой среды с двояким лучепреломлением, обеспечивающей изменение ДФС в пределах от 0^o до 360^o и угла наклона плоскости внесения ДФС в пределах от -90^o до +90^o.In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a circular one with a priori chosen direction of rotation of the field vectors using one controlled medium with birefringence, which provides a change in DFS in the range from 0 ^o to 360 ^o and the angle of inclination of the plane of introduction of DFS in the range from -90 ^o to + 90 ^o .

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, первая из которых вносить ДФС 180^o - δ_π, а вторая ДФС 90^o ± d_p/2, причем 0 ≅ δ_π + δ_π/2 ≅ π и 0 ≅ δ_π - δ_π/2 ≅ π/2.
Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, первая из которых вносит ДФС 90^o ± δ_π/2 а вторая ДФС 180^o δ_π при этом 0 ≅ δ_π + δ_π/2 ≅ π и 0 ≅ δ_π - δ_π/2 ≅ π/2.
Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, одна из которых вносит ДФС 90^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ а другая ДФС 90^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ причем 0 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ π/2 и π/2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ 0.
Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, каждая из которых вносит ДФС 90^o + δ_π/2, причем 0 ≅ δ_π/2 ≅ π/4.
Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, одна из которых вносит ДФС 90^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ , а другая ДФС 90^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ , причем

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения ДФС, каждая из которых вносит ДФС 90^o + δ_π/2 причем 0 ≅ δ_π/2 ≅ π/4.
Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми значениями ДФС и фиксированными ориентациями плоскостей внесения ДФС, причем плоскость внесения ДФС первой средой совпадает с плоскостью поляризации волны в одном из ортогональных плеч ортомодового преобразователя, а плоскость внесения ДФС второй средой составляет угол 45^o с плоскостью поляризации волны в том же плече ортомодового преобразователя.In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a linear one with a priori chosen orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the DFS introduction planes, the first of which introduce DFS 180 ^o - δ _π , and the second DFS 90 ^o ± d _{p / 2} , and 0 ≅ δ _π + δ _{π / 2} ≅ π and 0 ≅ δ _π - δ _{π / 2} ≅ π / 2.
In addition, the polarization of the received radio signal is converted to linear with an a priori chosen orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the DFS introduction planes, the first of which introduces DFS 90 ^o ± δ _{π / 2} and the second DFS 180 ^o δ _{π π} moreover, 0 ≅ δ _π + δ _{π / 2} ≅ π and 0 ≅ δ _π - δ _{π / 2} ≅ π / 2.
In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a linear one with a priori chosen orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing DFS, one of which introduces DFS 90 ^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ and the other DFS is 90 ^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ where 0 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ π / 2 and π / 2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ 0.
In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a linear one with a priori chosen orientation of the plane of polarization using two identical controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the DFS introduction planes, each of which introduces a DFS of 90 ^o + δ _{π / 2} , with 0 ≅ δ _{π / 2} ≅ π / 4.
In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a circular one with a selected direction of rotation of the field vectors using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the DFS introduction planes, one of which introduces a DFS of 90 ^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ and the other DFS is 90 ^o + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ , and

In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a circular polarization with the selected direction of rotation of the field vectors using two identical passive controlled media with birefringence with adjustable orientations of the DFS introduction planes, each of which introduces a DFS of 90 ^o + δ _{π / 2} with 0 δ _{π / 2} ≅ π / 4.
In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a linear one with a priori chosen orientation of the polarization plane using two controlled passive media with birefringence with adjustable DFS values and fixed orientations of the DFS introduction planes, and the plane of the DFS introduction by the first medium coincides with the plane of polarization of the wave in one of the orthogonal the shoulders of the orthomode converter, and the plane of the DFS introduction by the second medium makes an angle of 45 ^o with the plane of polarization of the wave in the same arm orthomode converter.

Кроме того, поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми значениями ДФС и фиксированными ориентациями плоскостей внесения ДФС, причем угол между плоскостями внесения ДФС первой и второй средами составляет 45^o.In addition, the polarization of the received radio signal is converted into a circular one with the selected direction of rotation of the field vectors using two identical passive controlled media with birefringence with adjustable DFS values and fixed orientations of the DFS introduction planes, and the angle between the DFS introduction planes of the first and second media is 45 ^o .

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен вариант структурной схемы устройства, реализующего предлагаемый способ адаптивного преобразования (ортогонализации или согласования) поляризации радиосигналов с помощью двух секций ДФС при использовании приемной и передающей антенных систем. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a variant of the structural diagram of a device that implements the proposed method for adaptive conversion (orthogonalization or matching) of the polarization of radio signals using two sections of DFS using the receiving and transmitting antenna systems.

Рассмотрим для простоты вариант способа ортогонализации (согласования) поляризации радиосигналов по отношению к поляризации принимаемых радиосигналов, когда в качестве априорно выбранной поляризации используется круговая поляризация с правым вращением векторов поля, а преобразование произвольной поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную осуществляется с помощью двух одинаковых секций ДФС 90^o, в которых регулируется угол наклона плоскости внесения ДФС. Естественно, в этом случае используется ОМП в круговом поляризационном базисе.For simplicity, we consider a variant of the method of orthogonalization (matching) of the polarization of radio signals with respect to the polarization of the received radio signals, when circular polarization with the right-hand rotation of the field vectors is used as an a priori selected polarization, and the conversion of an arbitrary polarization of the received radio signal to a priori chosen polarization is carried out using two identical sections of the DFS 90 ^o , in which the angle of inclination of the plane of making DFS. Naturally, in this case, OMP is used in a circular polarization basis.

Радиосигналы принимаются приемной антенной системой 1 (фиг. 1), которая состоит из последовательно соединенных поляризационно-инвариантной антенны 2, первой секции ДФС 3, второй секции ДФС 4 и ортомодового преобразователя (ОМП) 5. ОМП 5 имеет два зонда: приемный сигнальный зонд и нуль-индикаторный зонд. В первоначальном положении плоскости внесения ДФС секциями ДФС 3 и 4 установлены в плоскости поляризации электромагнитной волны (ЭМВ), принимаемой приемным сигнальным зондом ОМП 5 в круговом базисе. Radio signals are received by the receiving antenna system 1 (Fig. 1), which consists of a series-connected polarization-invariant antenna 2, the first section of the DFS 3, the second section of the DFS 4 and the orthomode converter (OMP) 5. The OMP 5 has two probes: a receiving signal probe and zero indicator probe. In the initial position of the plane of introducing DFS, the sections of DFS 3 and 4 are installed in the plane of polarization of the electromagnetic wave (EMW) received by the receiving signal probe OMP 5 in a circular basis.

Принимаемые сигналы после прохождения антенной системы 1 поступают с выходов ОМП в круговом базисе на обнаружитель-анализатор-формирователь сигнала 6, в котором осуществляется обнаружение сигналов, анализ потока сигналов и выделение необходимого сигнала. За счет многоканальности блока 6 встроенный в него цифровой процессор обеспечивает сопровождение одного и того же сигнала с выходов каналов приемного и нуль-индикаторного зондов ОМП. Одновременно с этим на частоте этого сигнала формируется служебный сигнал с требуемой спектрально-временной структурой. Этот сигнал поступает в усилитель 7, с выхода которого подается на передающую антенную систему 8 и излучается ею в заданном направлении. Система 8 аналогична приемной антенной системе 1 и также состоит из последовательно соединенных ОМП (возбудителя кругополяризованной ЭМВ) 9, двух секций ДФС 90^o 10 и 11 и поляризационно-инвариантной антенны 12.The received signals after passing through the antenna system 1 come from the outputs of the OMP in a circular basis to the detector-analyzer-signal shaper 6, in which the signals are detected, the signal stream is analyzed and the necessary signal is extracted. Due to the multi-channel nature of block 6, the built-in digital processor provides tracking of the same signal from the outputs of the channels of the receiving and null-indicator OMP probes. At the same time, an overhead signal with the required spectral-temporal structure is formed at the frequency of this signal. This signal enters the amplifier 7, the output of which is fed to the transmitting antenna system 8 and emitted by it in a given direction. System 8 is similar to the receiving antenna system 1 and also consists of series-connected OMP (pathogen circularly polarized electromagnetic wave) 9, two sections of DFS 90 ^o 10 and 11 and polarization-invariant antenna 12.

Направление вращения векторов поля круглополяризованной ЭМВ, возбуждаемой ОМП 9, противоположно (соответствует) направлению вращения векторов поля кругополяризованной волны, принимаемой приемным сигнальным зондом ОМП 5. Плоскости внесения ДФС секциями 3, 4, 10 и 11 в первоначальный момент времени совпадают и установлены в плоскости, соответствующей поляризации приемного сигнального зонда ОМП 5 в круговом базисе. The direction of rotation of the field vectors of the circularly polarized EMF field excited by the OMF 9 is opposite (corresponds to) the direction of rotation of the field vectors of the field of circularly polarized wave received by the receiving signal probe of the OMF 5. The planes for introducing DFS sections 3, 4, 10 and 11 at the initial time coincide and are set in the the corresponding polarization of the receiving signal probe OMP 5 in a circular basis.

Цикл ортогонализации (согласования) поляризации начинается с синхронного вращения плоскостей внесения ДФС секций 3 и 4, осуществляемого под управлением процессора управления 13. Этот процессор вырабатывает в соответствии с заложенным в него алгоритмом сигналы управления, анализируя изменение уровней сигналов (и/или их разности фаз) в каналах приемных сигнального и нуль-индикаторного зондов ОМП 5, измеряемых в блоках 6 и поступающих в виде цифровых кодов в блок управления 13. The cycle of orthogonalization (coordination) of polarization begins with the synchronous rotation of the planes for the introduction of DFS sections 3 and 4, carried out under the control of the control processor 13. This processor generates control signals in accordance with the algorithm laid down in it, analyzing the change in signal levels (and / or their phase difference) in the channels of the receiving signal and zero-indicator probes OMP 5, measured in blocks 6 and received in the form of digital codes in the control unit 13.

Если принимаемый сигнал имеет круговую поляризацию с левым направлением вращения векторов поля, то синхронное изменение ориентации (вращение) плоскостей внесения ДФС секцией 3 и 4 не будет влиять на параметры выходной кругополяризованной волны с правым направлением вращения векторов поля, следовательно, не приведет к изменению уровней (разности фаз) сигналов в каналах ОМП 5. Причем в канале приемного сигнального зонда уровень сигнала будет максимальный, а в канале нуль-индикаторного зонда нулевой, практически определяемый уровнем развязки между каналами (либо уровнем собственных шумов этого канала при идеальной развязке каналов). If the received signal has circular polarization with the left direction of rotation of the field vectors, then a synchronous change in the orientation (rotation) of the DFS introduction planes by sections 3 and 4 will not affect the parameters of the output circularly polarized wave with the right direction of rotation of the field vectors, therefore, will not lead to a change in levels ( phase difference) of the signals in the channels of the OMP 5. Moreover, in the channel of the receiving signal probe the signal level will be maximum, and in the channel of the zero-indicator probe zero, practically determined by the level of isolation ki between channels (or the level of intrinsic noise of this channel with perfect isolation of channels).

Если сигнал имеет круговую поляризацию с правым направлением вращения векторов поля, то синхронное вращение плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателями 3 и 4 не приводит к изменению уровней сигналов в каналах ОМП. Причем в канале приемного сигнального зонда уровень сигнала будет нулевой, практически определяемый уровнем развязки между каналами (либо уровнем собственных шумов этого канала при идеальной развязке каналов), а в канале нуль-индикаторного зонда максимальный. Для того, чтобы сигнал с круговой поляризацией правого направления вращения векторов поля поступил в канал приемного сигнального зонда, необходимо изменить ориентацию (повернуть) плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателем 4 на угол 90^o относительно плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателем 3. Тогда в канале нуль-индикаторного зонда уровень принимаемого сигнала станет нулевым, практически определяемым уровнем развязки между каналами (либо уровнем собственных шумов этого канала при идеальной развязке каналов), или будет изменяться при дальнейшем синхронном вращении плоскостей внесения ДФС фазовращателями 3 и 4.If the signal is circularly polarized with a clockwise direction of rotation of the field vector, the synchronous rotation planes making DFS 90 ^o phase shifters 3 and 4 does not change the signal levels in channels OMP. Moreover, in the channel of the receiving signal probe, the signal level will be zero, practically determined by the level of isolation between the channels (or the level of intrinsic noise of this channel with perfect isolation of the channels), and in the channel of the zero-indicator probe the maximum. In order for the signal with circular polarization of the right direction of rotation of the field vectors to enter the channel of the receiving signal probe, it is necessary to change the orientation (rotate) the plane of introducing DFS 90 ^o phase shifter 4 by a 90 ^° angle relative to the plane of introducing DFS 90 ^o phase shifter 3. Then in the channel zero - indicator probe, the level of the received signal will become zero, practically determined by the level of isolation between the channels (or the level of intrinsic noise of this channel with perfect isolation of the channels), or will change with long-range the next synchronous rotation of the planes for the introduction of DFS by phase shifters 3 and 4.

Если принимаемый сигнал имеет линейную поляризацию, плоскость поляризацию которой находится под некоторым произвольным углом относительно плоскости поляризации волны, принимаемой приемным сигнальным зондом ОМП 5 в круговом базисе, то синхронное изменение ориентации (вращения) плоскостей внесения ДФС фазовращателями 3 и 4 относительно первоначальных положений приводит к изменению сигналов в каналах приемного и нуль-индикаторного зондов. Однако оно не приводит к тому, чтобы в канале приемного сигнального зонда уровень сигнала стал максимальным, а в канале нуль-индикаторного зонда нулевым, практически определяемым уровнем развязки каналов (либо уровнем собственных шумов этого канала при идеальной развязке каналов). Тогда плоскость внесения ДФС 90^o фазовращателя 3 устанавливают в первоначальное положение, а плоскость внесения ДФС 90^o фазовращателя 4 устанавливают под углом 45^o к плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателя 3 и начинают синхронное вращение плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателей 3 и 4. Если при этом в канале сигнального зонда уровень сигнала уменьшается, а в канале нуль- индикаторного зонда увеличивается, то реверсируют направление синхронного вращения плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателей 3 и 4 и процесс синхронного изменения ориентации (вращения) плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателей 3 и 4 продолжают до тех пор, пока в канале приемного сигнального зонда уровень сигнала не станет максимальным, а в канале нуль- индикаторного зонда нулевым, практически определяемым уровнем развязки каналов (либо уровнем собственных шумов этого канала при идеальной развязке каналов).If the received signal has linear polarization, the plane of polarization of which is at some arbitrary angle relative to the plane of polarization of the wave received by the receiving signal probe OMP 5 in a circular basis, then the synchronous change in the orientation (rotation) of the planes of the introduction of DFS phase shifters 3 and 4 relative to the initial positions leads to a change signals in the channels of the receiving and null indicator probes. However, it does not cause the signal level to become maximum in the channel of the receiving signal probe, and in the channel of the null-indicator probe a zero, practically determined by the level of isolation of the channels (or the level of intrinsic noise of this channel with perfect isolation of the channels). Then, the plane of introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter 3 is set to the initial position, and the plane of introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter 4 is set at an angle of 45 ^o to the plane of introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter 3 and synchronous rotation of the planes for introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter 3 and 4 is started. this signaling channel probe signal level decreases, and the null indicator in the channel of the probe is increased, then reverses the direction of synchronous rotation planes making DFS 90 ^o phase shifters 3 and 4 and the process of simultaneous change in orientation and (rotational) planes making DFS 90 ^o phase shifters 3 and 4 continue as long as the channel receiving the probe signal level is the signal becomes maximum, and the null indicator channel zero probe substantially determined by the level interchanges channels (or noise floor of the channel with perfect channel isolation).

В общем случае, когда принимаемый сигнал имеет произвольную эллиптическую поляризацию, сначала устанавливают плоскость внесения ДФС 90^o фазовращателя 4 под углом 45^o к плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателем 3, ориентация которой совпадает в первоначальном положении с ориентацией плоскости поляризации волны, принимаемой приемным сигнальным зондом ОМП 5, затем синхронно вращают в одном "+"(правом) или "-" (левом) направлении плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателей 3 и 4, и если при этом уровень сигнала в канале приемного сигнального зонда уменьшается, а в канале нуль-индикаторного зонда увеличивается, то реверсируют направление синхронного вращения плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателей 3 и 4 и продолжают процесс синхронного вращения до тех пор, пока в канале приемного сигнального зонда уровень сигнала не достигает максимума, а в канале нуль-индикаторного зонда минимума. Затем изменяют ориентацию (вращают) плоскость внесения ДФС 90^o фазовращателя 4 в одном направлении ("+" или "-") и, если при этом уровень сигнала в канале приемного сигнального зонда уменьшается, а в канале нуль-индикаторного зонда увеличивается, то реверсируют направление изменения ориентации (вращения) плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателя 4 и процесс изменения ориентации (вращения) плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателя продолжают до тех пор, пока в канале приемного сигнального зонда не будет достигнут максимальный уровень принимаемого сигнала, а в канале нуль-индикаторного зонда нулевой уровень сигнала, определяемый развязкой каналов или уровнем собственных шумов. Угол дополнительного вращения плоскости внесения ДФС 90^o фазовращателя 4 равен углу эллиптичности поляризационного эллипса принимаемой ЭМВ, представляющей электромагнитное поле принимаемого радиосигнала. Для ортогонализации (согласования) поляризаций сигналов в блоке 9 возбуждают кругополяризованную волну с левым (правым) направлением вращения векторов поля. Поляризация возбужденной в блоке 9 волны является точно ортогональной (согласованной) поляризации волны, поступающей в плечо ОМП 5 в круговом базисе, в котором расположен приемный сигнальный зонд. Последующие преобразования поляризации волны, возбужденной в блоке 9, осуществляются с помощью дифференциальных фазовращателей 10 и 11 с управляемыми плоскостями внесения ДФС 90^o, причем изменение ориентаций (вращения) плоскостей внесения ДФС 90^o осуществляется синхронно с теми же скоростями, в тех же направлениях и на те же углы, что и изменение ориентаций плоскостей внесения ДФС фазовращателей 4 и 3 соответственно. Конечные угловые положения плоскостей внесения ДФС 90^o фазовращателей 10 и 11 в передающей антенной системе соответствуют конечным угловым положениям плоскостей внесения ДФС фазовращателей 4 и 3, и они связаны с параметрами поляризации β и α(β угол наклона большой оси поляризационного эллипса относительно плоскости поляризации ЭМВ, принимаемой приемным сигнальным зондом ОМП 5 в круговом базисе, a угол эллиптичности) принимаемого сигнала следующими соотношениями:

Математический анализ процессов ортогонализации (согласования) поляризации в линейном и круговом приемных базисах показал наличие целого ряда частных (предельных) значений конечных угловых положений плоскостей внесения ДФС, связанных с параметрами поляризационного эллипса принимаемой ЭМВ, обеспечивающих реализацию предложенного способа ортогонализации (согласования) поляризаций. Эти значения угловых положений получаются в тех случаях, когда используются дифференциальные фазовращатели, имеющие в рабочем диапазоне частот и внешних условий значения ДФС, точно равные 90^o и 180^o.In the General case, when the received signal has an arbitrary elliptical polarization, first set the plane of introducing DPS 90 ^o phase shifter 4 at an angle of 45 ^o to the plane of introducing DPS 90 ^o phase shifter 3, the orientation of which coincides in the initial position with the orientation of the plane of polarization of the wave received by the receiving signal probe OMP 5 then synchronously rotated in the same "+" (right) or "-" (left) direction, making the plane 90 ^o DFS phase shifters 3 and 4, and if the signal level in the receiving signal channel probe mind shaetsya and channel null indicator probe is increased, then reverses the direction of synchronous rotation planes making DFS 90 ^o phase shifters 3 and 4 and the process is continued synchronous rotation as long as the channel receiving the signal of the probe signal level reaches the maximum, and a channel zero indicator probe minimum. Then change the orientation (rotate) the plane of applying DFS 90 ^o phase shifter 4 in one direction ("+" or "-") and, if the signal level in the channel of the receiving signal probe decreases, and in the channel of the null-indicator probe increases, then reverse the direction of changing the orientation (rotation) of the plane of introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter 4 and the process of changing the orientation (rotation) of the plane of introducing DFS 90 ^{o of the} phase shifter is continued until the maximum received level is reached in the channel of the receiving signal probe signal, and in the channel of the null indicator probe, the signal level is zero, determined by the isolation of the channels or the level of intrinsic noise. The angle of the additional rotation of the plane of introduction of DFS 90 ^{o of the} phase shifter 4 is equal to the ellipticity angle of the polarized ellipse of the received electromagnetic wave, representing the electromagnetic field of the received radio signal. To orthogonalize (match) the polarizations of the signals in block 9, a circularly polarized wave with the left (right) direction of rotation of the field vectors is excited. The polarization of the wave excited in block 9 is precisely the orthogonal (matched) polarization of the wave entering the arm of the OMP 5 in a circular basis in which the receiving signal probe is located. Subsequent polarization transformations of the wave excited in block 9 are carried out using differential phase shifters 10 and 11 with controlled DFS 90 ^o insertion planes, and the orientation (rotation) of the DFS 90 ^o insertion planes is changed synchronously with the same speeds in the same directions and the same angles as the change in the orientation of the planes making DFS phase shifters 4 and 3, respectively. The final angular positions of the DFS introduction planes 90 ^{o of the} phase shifters 10 and 11 in the transmitting antenna system correspond to the final angular positions of the DFS introduction planes of the phase shifters 4 and 3, and they are associated with the polarization parameters β and α (β the angle of inclination of the major axis of the polarization ellipse relative to the plane of polarization of the electromagnetic field, received by the receiving signal probe OMP 5 in a circular basis, and the ellipticity angle) of the received signal by the following relationships:

A mathematical analysis of the processes of orthogonalization (matching) of polarization in a linear and circular receiving bases showed the existence of a number of particular (limit) values of the final angular positions of the planes for introducing DFS associated with the parameters of the polarization ellipse of the received electromagnetic wave, ensuring the implementation of the proposed method of orthogonalization (matching) of polarizations. These values of the angular positions are obtained in those cases when differential phase shifters are used that have DFS values exactly 90 ^° and 180 ^° in the operating frequency range and external conditions.

Предлагаемый способ ортогонализации (согласования) поляризации для случаев позволяет получить высокую точность ортогонализации (согласования) поляризации в более широком диапазоне частот. Это связано с тем, что значения ДФС

реализуются в значительно более широком диапазоне рабочих частот (увеличение ширины диапазона в 1,5.2,0 раза), чем значения ДФС 180^o и 90^o, а ошибки в поляризационных преобразованиях, обусловленные неидеальностью дифференциальных фазовращателей (отличием ДФС от 180^o и 90^o), выбираются в предложенном способе путем соответствующего компенсирующего доворота плоскостей внесения ДФС первым и вторым фазовращателями. Главное, чтобы управление плоскостями внесения ДФС, равно как и управление ДФС в вариантах с фиксированными углами наклона плоскостей внесения ДФС, осуществлялось по заданному критерию.The proposed method of orthogonalization (matching) of polarization for cases allows to obtain high accuracy of orthogonalization (matching) of polarization in a wider frequency range. This is due to the fact that the DFS values

are implemented in a much wider range of operating frequencies (an increase in the width of the range by 1.5.2.0 times) than the DFS values of 180 ^o and 90 ^o , and errors in polarization transformations due to the imperfect differential phase shifters (difference between the DFS from 180 ^o and 90 ^o ) are selected in the proposed method by the corresponding compensating turn of the planes of making DFS by the first and second phase shifters. The main thing is that the control of the DFS introduction planes, as well as the control of the DFS in variants with fixed angles of inclination of the DFS introduction planes, is carried out according to the specified criterion.

Результаты моделирования и экспериментальной отработки предложенного способа полностью подтвердили приведенные теоретические положения. Действительно, предложенный способ позволяет увеличить широкополосность и точность ортогонализации (согласования) поляризации радиосигналов по отношению к поляризации принимаемых сигналов в более широком диапазоне внешних воздействий (температура, влажность и т.д.), а также, что особенно важно, резко снизить требования непосредственно к дифференциальным фазовращателям при их изготовлении. The results of modeling and experimental testing of the proposed method fully confirmed the theoretical position. Indeed, the proposed method allows to increase the broadband and accuracy of orthogonalization (matching) of the polarization of radio signals with respect to the polarization of received signals in a wider range of external influences (temperature, humidity, etc.), and also, especially important, to sharply reduce the requirements directly to differential phase shifters in their manufacture.

Вариант, при котором первым дифференциальным фазовращателем является фазовращатель с ДФС 90^o, а вторым фазовращатель с ДФС 180^o, обеспечивает меньшее время ортогонализации, так как при этом матрицы преобразований позволяют реализовать квадратурную обработку при выборке сигнала ошибки, а вся процедура становится одноэтажной с тем или иным числом шагов.A variant in which the first differential phase shifter is a phase shifter with DPS 90 ^° and the second phase shifter with DFS 180 ^° provides shorter orthogonalization time, since the transformation matrices allow quadrature processing when sampling the error signal, and the whole procedure becomes one-story with a different number of steps.

При использовании двух фазовращателей с ДФС 90^o и ортогонализации в линейном базисе, как показывает теория, невозможно получить явные аналитические решения (требуются решения трансцендентных уравнений). Однако для предложенного алгоритма это не является принципиальным, так как плоскости внесения ДФС устанавливаются не по аналитическим выражениям, в которые входят значения α и β принимаемой ЭМВ, а по достижению нулевых значений сигналов ошибки. Именно это и реализуется в одном из вариантов предложенного способа при использовании квадратурной обработки. При этом несколько возрастает время ортогонализации (согласования) поляризации радиосигналов, что не имеет существенного значения при общем высоком быстродействии. Однако обеспечиваемое при этом увеличение широкополосности и простота ОМП с лихвой компенсируют значительное увеличение времени ортогонализации (согласования) поляризации радиосигналов.When using two phase shifters with DFS 90 ^° and orthogonalization in a linear basis, as the theory shows, it is impossible to obtain explicit analytical solutions (solutions of transcendental equations are required). However, this is not critical for the proposed algorithm, since the planes for introducing DFS are established not by analytical expressions, which include the values of α and β of the received electromagnetic wave, but by reaching zero values of the error signals. This is exactly what is realized in one of the variants of the proposed method using quadrature processing. At the same time, the time of orthogonalization (matching) of the polarization of the radio signals increases slightly, which is not significant with an overall high speed. However, the provided increase in broadband and the simplicity of OMP more than compensate for a significant increase in the time of orthogonalization (matching) of the polarization of radio signals.

С точки зрения простоты практической реализации следует отметить вариант адаптивного преобразования поляризации (ортогонализации или согласования) с помощью одного дифференциального фазовращателя с управляемыми значениями ДФС в пределах от 0^o до 360^o и значением угла наклона плоскости внесения ДФС в пределах от -90^o до 90^o.From the point of view of the simplicity of the practical implementation, it should be noted that the adaptive polarization conversion (orthogonalization or matching) is performed using one differential phase shifter with controlled DFS values ranging from 0 ^o to 360 ^o and a tilt angle of the DFS application plane ranging from -90 ^o to 90 ^o .

Особенно простой является реализация предложенного способа при использовании одной и той же антенной системы в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов. В этом варианте обеспечивается наиболее высокая точность ортогонализации (согласования) поляризации. Устройство может размещаться на малоразмерных летательных аппаратах. Particularly simple is the implementation of the proposed method when using the same antenna system in the time division mode of receiving and emitting radio signals. This option provides the highest accuracy of orthogonalization (matching) of polarization. The device can be placed on small aircraft.

Таким образом, данный способ обеспечивает автоматическую ортогонализацию или согласование поляризации излучаемых сигналов относительно любой детерминированной поляризации принимаемых сигналов вне зависимости от направления приема сигналов, кренов летательных аппаратов, характеристик обтекателей приемной и передающей антенных систем и т.д. Все дестабилизирующие факторы автоматически учитываются в процессе адаптивного преобразования (ортогонализации или согласования) поляризаций и не влияют на ее точность. Принцип одноканального усиления, на котором основан данный способ, исключает все недостатки двухканального усиления и связанные с ним трудности обеспечения идентичности комплексных коэффициентов передачи усилительных трактов двух каналов в широком частотном и большом динамическом диапазонах. Thus, this method provides automatic orthogonalization or polarization matching of the emitted signals with respect to any determinate polarization of the received signals, regardless of the direction of signal reception, aircraft rolls, characteristics of the radomes of the receiving and transmitting antenna systems, etc. All destabilizing factors are automatically taken into account in the process of adaptive transformation (orthogonalization or coordination) of polarizations and do not affect its accuracy. The principle of single-channel amplification, on which this method is based, eliminates all the disadvantages of two-channel amplification and the associated difficulties of ensuring the identity of the complex transmission coefficients of the amplification paths of two channels in a wide frequency and large dynamic ranges.

Источники информации
Патент США N4853702.Sources of information
U.S. Patent N4853702.

Патент США N3827051. U.S. Patent N3827051.

Патент США N3883872. U.S. Patent N3883872.

Патент США N3849781, кл. 343-18. U.S. Patent N3849781, CL 343-18.

Claims (14)

1. Способ адаптивного преобразования поляризации радиосигналов, включающий прием радиосигналов, скалярное усиление принятых сигналов, формирование сигналов на частоте принятых сигналов, их усиление и излучение на поляризации, заданным образом связанной с поляризацией принимаемых радиосигналов, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, обеспечивающих возможность управления дифференциальным фазовым сдвигом и/или ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов в априорно выбранную, соответствующую одной из ортогонально поляризованных компонент ортомодового преобразователя с выбранным поляризационным базисом, сигнал с априорно выбранной поляризацией усиливают в одноканальном усилителе, скалярным сигналом возбуждают векторный сигнал с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных вышеупомянутым, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, с помощью которых осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, требуемым образом связанную с поляризацией принимаемого радиосигнала, при этом управление значениями вносимых дифференциальных фазовых сдвигов и/или ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов в указанных средах осуществляют с использованием двух ортогонально поляризованных компонент принимаемого радиосигнала, поляризация одной из которых согласована, а другой ортогональна априорно выбранной поляризации. 1. A method for adaptively converting the polarization of radio signals, including receiving radio signals, scalar amplification of the received signals, generating signals at the frequency of the received signals, amplifying them and emitting at a polarization in a predetermined manner associated with the polarization of the received radio signals, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted using one or several sequentially located controlled media with birefringence, providing the ability to control differential by the basal shift and / or orientations of the planes for introducing differential phase shifts into the a priori selected one corresponding to one of the orthogonally polarized components of the orthomode converter with the selected polarization basis, the signal with the a priori selected polarization is amplified in a single-channel amplifier, a scalar signal excites a vector signal with polarization defined in a certain way associated with a priori chosen polarization, and ensure the passage of this signal through one or more controlled media with two refractive indices identical to the aforementioned ones, controlled in accordance with them and arranged in the reverse order, with the help of which the polarization of this vector signal is converted to the polarization associated with the polarization of the received radio signal, while controlling the values of the introduced differential phase shifts and / or orientations of the introduction planes differential phase shifts in these environments is carried out using two orthogonally polarized components ent received radio signal, the polarization of one of which is agreed upon, and the other a priori orthogonal to the selected polarization. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что управление одной или несколькими средами при приеме радиосигналов осуществляют таким образом, что обеспечивается одновременно максимальный уровень компоненты принимаемого радиосигнала с поляризацией, совпадающей с априорно выбранной поляризацией, и минимальный уровень компоненты принимаемых сигналов с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации. 2. The method according to p. 1, characterized in that the control of one or more media when receiving radio signals is carried out in such a way that provides the maximum level of the component of the received radio signal with a polarization that coincides with the a priori selected polarization, and the minimum level of the component of the received signals with polarization, orthogonal a priori selected polarization. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при излучении радиосигналов управление одной или более средами, с помощью которых преобразовывают возбуждаемый векторный сигнал с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, в сигнал с поляризацией, требуемым образом связанной с поляризацией принимаемого радиосигнала, осуществляют таким образом, что значение дифференциальных фазовых сдвигов и ориентации плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов в этих средах соответствуют значениям дифференциальных фазовых сдвигов и ориентациям плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов в аналогичных средах, с помощью которых преобразовывают поляризацию принимаемого сигнала в априорно выбранную. 3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that when emitting radio signals, the control of one or more media by which the excited vector signal with the polarization, in a certain way associated with the a priori selected polarization, is converted into a signal with the polarization, as required associated with the polarization of the received radio signal, so that the value of the differential phase shifts and the orientation of the planes for introducing differential phase shifts in these media correspond to the values of the differential phase shifts shifts and orientations of the planes for introducing differential phase shifts in similar media, with the help of which the polarization of the received signal is converted to a priori chosen one. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что прием и излучение радиосигналов осуществляют из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов, используя одну приемно-передающую антенную систему, при этом преобразование поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную и преобразование возбуждаемого векторного сигнала с поляризацией, определенным образом связанной с априорно выбранной поляризацией, в сигнал с поляризацией, требуемым образом связанной с поляризацией принимаемого радиосигнала, осуществляют с помощью одной и той же или одних и тех же управляемых взаимных сред с двояким лучепреломлением. 4. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the reception and emission of radio signals is carried out from one point in space in a time-division mode of reception and emission of radio signals using a single transmit-receive antenna system, while converting the polarization of the received radio signal to a priori selected and converting the excited vector signal with the polarization, in a certain way connected with the a priori selected polarization, into a signal with the polarization required way related to the polarization of the received radio signal, They are applied using the same or the same controlled reciprocal media with birefringence. 5. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных одной или нескольким средам, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, ортогональную поляризации принимаемого радиосигнала. 5. The method according to PP. 1 and 3, characterized in that the scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with a polarization orthogonal a priori selected polarization is excited, and this signal passes through one or more controlled media with birefringence identical to one or more media that are used to convert the polarization of the received radio signal into a priori selected, controlled in accordance with them and arranged in the reverse order, as a result of which uschestvlyayut polarization transformation of this vector signal to the polarization orthogonal to the polarization of the received radio signal. 6. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый сигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, совпадающей с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через одну или несколько управляемых сред с двояким лучепреломлением, идентичных одной или нескольким средам, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, согласованно с ними управляемых и расположенных в обратной последовательности, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, совпадающую с поляризацией принимаемого радиосигнала. 6. The method according to PP. 1 to 3, characterized in that the scalar signal into which the received signal is converted, they excite a vector signal with a polarization that coincides with the a priori selected polarization, and ensure the passage of this signal through one or more controlled media with birefringence, identical to one or more media that are used to convert the polarization of the received radio signal into a priori selected, controlled in accordance with them and arranged in the reverse order, as a result of which lyayut polarization transformation of this vector signal to the polarization coinciding with the polarization of the received radio signal. 7. Способ по пп. 1, 2, 4, отличающийся тем, что при приеме и излучении радиосигналов из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, ортогональной априорно выбранной поляризации, и обеспечивают прохождение этого сигнала через ту же или те же возможные управляемые среды с двояким лучепреломлением, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, ортогональную поляризации принимаемого радиосигнала. 7. The method according to PP. 1, 2, 4, characterized in that when receiving and emitting radio signals from one point in space in a time division mode of receiving and emitting radio signals by a scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with polarization orthogonal to the a priori selected polarization is excited and provide the passage of this signal through the same or the same possible controlled media with birefringence, which are used to convert the polarization of the received radio signal to a priori selected, in Performan then performed the conversion of the polarization vector of the signal to the polarization orthogonal to the polarization of the received radio signal. 8. Способ по пп. 1, 2, 4, отличающийся тем, что при приеме и излучении радиосигналов из одной точки пространства в режиме разделения во времени приема и излучения радиосигналов скалярным сигналом, в который преобразуется принимаемый радиосигнал, возбуждают векторный сигнал с поляризацией, совпадающей с априорно выбранной поляризацией, и обеспечивают прохождение этого сигнала через ту же или те же взаимные управляемые среды с двояким лучепреломлением, которые используются для преобразования поляризации принимаемого радиосигнала в априорно выбранную, в результате чего осуществляют преобразование поляризации этого векторного сигнала в поляризацию, совпадающую с поляризацией принимаемого радиосигнала. 8. The method according to PP. 1, 2, 4, characterized in that when receiving and emitting radio signals from one point in space in a time division mode of receiving and emitting radio signals by a scalar signal into which the received radio signal is converted, a vector signal with a polarization matching the a priori selected polarization is excited, and provide the passage of this signal through the same or the same reciprocal controlled media with birefringence, which are used to convert the polarization of the received radio signal to a priori selected in p As a result, the polarization of this vector signal is converted to a polarization that matches the polarization of the received radio signal. 9. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, обеспечивающих управление дифференциальными фазовыми сдвигами и/или ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации. 9. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted using one or more sequentially located controlled media with birefringence, providing control of the differential phase shifts and / or orientations of the planes for introducing differential phase shifts, into a linear one with a priori chosen orientation of the plane of polarization. 10. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают с помощью одной или нескольких последовательно расположенных управляемых сред с двояким лучепреломлением, обеспечивающих управление дифференциальными фазовыми сдвигами и/или ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, в круговую с априорно выбранным направлением вращения векторов поля. 10. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted using one or more sequentially located controlled media with birefringence, providing control of differential phase shifts and / or orientations of the planes for introducing differential phase shifts, into a circular one with a priori chosen direction of rotation of the field vectors. 11. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что электромагнитную волну, представляющую электромагнитное поле принимаемого радиосигнала, преобразовывают в линейно поляризованную волну с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью одной управляемой среды с двояким лучепреломлением, обеспечивающей изменение дифференциального фазового сдвига в пределах 0 360^o и угла наклона плоскости внесения дифференциального фазового сдвига относительно априорно выбранной ориентации плоскости поляризации в пределах (-90) (+90)^o.11. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the electromagnetic wave representing the electromagnetic field of the received radio signal is converted into a linearly polarized wave with a priori selected orientation of the plane of polarization using one controlled medium with birefringence, providing a change in the differential phase shift in the range 0 360 ^o and the angle of inclination of the plane of introducing the differential phase shift relative to the a priori chosen orientation of the plane of polarization within (-90) (+90) ^o . 12. Способ по пп. 1, 2, 10, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с априорно выбранным направлением вращения векторов поля с помощью одной управляемой среды с двояким лучепреломлением, обеспечивающей изменение дифференциального фазового сдвига в пределах 0 360^o и угла наклона плоскости внесения дифференциального фазового сдвига в пределах (-90) (+90)^o.12. The method according to PP. 1, 2, 10, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted into a circular one with a priori chosen direction of rotation of the field vectors using one controlled medium with birefringence, providing a change in the differential phase shift within 0 360 ^o and the angle of inclination of the plane of introducing differential phase shift within (-90) (+90) ^o . 13. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, первая из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 180^°-δ_π, а вторая дифференциальный фазовый сдвиг 90^° ± δ_π/2, причем
0 ≅ δ_π + δ_π/2 ≅ π и 0 ≅ δ_π + δ_π/2 ≅ π/2.
14. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с трояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, первая из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 90^° ± δ_π/2, а вторая дифференциальный фазовый сдвиг 180^°-δ_π, при этом
0 ≅ δ_π + δ_π/2 ≅ π, 0 ≅ δ_π - δ_π/2 ≅ π/2.
15. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциального фазового сдвига, одна из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ , а другая дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ , причем
0 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ π/2; -π/2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ 0.
16. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, каждая из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ_π/2, причем
0 ≅ δ_π/2 ≅ π/4.
17. Способ по пп. 1, 2, 10, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, одна из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ , а другая дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ , причем
-π/2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ 0,
-π ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(1)}}{\text{π/2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π/2}}$ ≅ 0.
18. Способ по пп. 1, 2, 10, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, каждая из которых вносит дифференциальный фазовый сдвиг 90^° + δ_π/2, причем
0 ≅ δ_π/2 ≅ π/4.
19. Способ по пп. 1, 2, 9, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в линейную с априорно выбранной ориентацией плоскости поляризации с помощью двух управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми значениями дифференциальных фазовых сдвигов и фиксированными ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, причем плоскость внесения дифференциального фазового сдвига первой средой совпадает с плоскостью поляризации волны в одном из ортогональных плеч ортомодового преобразователя, а плоскость внесения дифференциального фазового сдвига второй средой составляет угол 45^o с плоскостью поляризации волны в том же плече ортомодового преобразователя.13. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted to linear with a priori selected orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shifts, the first of which introduces a differential phase shift of 180 ^° - δ _π , and the second differential phase shift is 90 ^° ± δ _{π / 2} , and
0 ≅ δ _π + δ _{π / 2} ≅ π and 0 ≅ δ _π + δ _{π / 2} ≅ π / 2.
14. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted to linear with an a priori selected orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with three refraction with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shifts, the first of which introduces a differential phase shift of 90 ^° ± δ _{π / 2} , and the second differential phase shift is 180 ^° -δ _π , while
0 ≅ δ _π + δ _{π / 2} ≅ π, 0 ≅ δ _π - δ _{π / 2} ≅ π / 2.
15. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted into a linear one with a priori chosen orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shift, one of which introduces a differential phase shift of 90 ^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ and the other differential phase shift of 90 ^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ , and
0 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ π / 2; -π / 2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ 0.
16. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted to linear with a priori chosen orientation of the plane of polarization using two identical controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shifts, each of which introduces a 90 ^° differential phase shift + δ _{π / 2} , and
0 ≅ δ _{π / 2} ≅ π / 4.
17. The method according to PP. 1, 2, 10, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted into circular with the selected direction of rotation of the field vectors using two controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shifts, one of which introduces a differential phase shift of 90 ^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ and the other differential phase shift of 90 ^° + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ , and
-π / 2 ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ + δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ 0,
-π ≅ δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(one)}}{\text{π / 2}}$ - δ $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{(2)}}{\text{π / 2}}$ ≅ 0.
18. The method according to PP. 1, 2, 10, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted into a circular one with the selected direction of rotation of the field vectors using two identical controlled passive media with birefringence with adjustable orientations of the planes for introducing differential phase shifts, each of which introduces a 90 ^° differential phase shift + δ _{π / 2} , and
0 ≅ δ _{π / 2} ≅ π / 4.
19. The method according to PP. 1, 2, 9, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted to linear with a priori selected orientation of the plane of polarization using two controlled passive media with birefringence with adjustable values of differential phase shifts and fixed orientations of the planes for introducing differential phase shifts, and the plane for introducing differential the phase shift of the first medium coincides with the plane of polarization of the wave in one of the orthogonal arms of the orthomode spruce, and the plane of introducing the differential phase shift by the second medium makes an angle of 45 ^o with the plane of polarization of the wave in the same arm of the orthomode converter. 20. Способ по пп. 1, 2, 10, отличающийся тем, что поляризацию принимаемого радиосигнала преобразовывают в круговую с выбранным направлением вращения векторов поля с помощью двух одинаковых управляемых пассивных сред с двояким лучепреломлением с регулируемыми значениями дифференциальных фазовых сдвигов и фиксированными ориентациями плоскостей внесения дифференциальных фазовых сдвигов, причем угол между плоскостями внесения дифференциальных фазовых сдвигов первой и второй сред составляет 45^o.20. The method according to PP. 1, 2, 10, characterized in that the polarization of the received radio signal is converted into circular with the selected direction of rotation of the field vectors using two identical controlled passive media with birefringence with adjustable values of differential phase shifts and fixed orientations of the planes for introducing differential phase shifts, and the angle between the planes for making differential phase shifts of the first and second environments is 45 ^o .