Отклик - антенна
Cтраница 2
Отклики корреляционной и синфазной антенных решеток на точечный источник одинаковы, за исключением авто-корреляционных членов. Отклик фазированной решетки состоит из одного или нескольких лучей, направления которых соответствуют синфазному суммированию откликов антенн. Эти главные лучи окружены боковыми лепестками, форма и величина которых определяются количеством и расположением используемых антенн. Сигнал между боковыми лепестками может уменьшаться до низкого уровня - вплоть до нулевого, но не может быть отрицательным, поскольку не может быть отрицательным выходной сигнал квадратичного детектора. Теперь посмотрим, что произойдет в результате вычитания авто-корреляционных членов для имитации сигнала корреляционной решетки. [17]
Как разрезная, так и веберовская болванки являются высокодобротными механическими системами, связанными с преобразователями из пьезоэлектрической керамики. Электрические характеристики керамики эквивалентны характеристикам параллельного RC-контура. Чтобы определить отклик антенны на гравитационную волну, необходимо рассмотреть эквивалентную схему полной электромеханической системы. [18]
В средней части рисунка приведен отклик антенны после фильтрации ее изгибов. Сферическое расхождение волны скомпенсировано частично. Внизу - отклик антенны, полученный после фильтрации изгибов и полной компенсации сферического расхождения волны от источника. Из рисунка видно, что частичная компенсация сферического расхождения волны расширяет спектр принимаемого сигнала за пределы фильтра, что дает необходимую индикацию для полной компенсации сферического расхождения волны и позволяет оценить расстояние до источника. [19]
В начале 2 - й страницы рис. 4.9 помещены основные параметры задачи, которые выдает сама машина. Далее следуют три графика. На первом помещен отклик антенны без фильтрации изгибов антенны, откуда следует, что нечего и думать, чтобы с таким сигналом организовать что-то вроде темного поля. Спектр сигнала существенно расширен. На самом нижнем графике показан фрагмент поля зрения антенны размером 32 х 32 элемента. По вертикали отложено расстояние в единицах разрешающей способности антенны по дальности. По горизонтали отложен азимут рассеивателя относительно излучателя в единицах разрешения антенны по азимуту. [20]
Диаграмма фраунгоферового излучения апертуры антенны может быть получена прямым способом, если напряженность поля волнового фронта излучения сразу рассматривать как функцию направления, а не анализировать напряженность поля в некоторой точке PI, как описано выше. Однако примененный метод был выбран по той причине, что позволяет получить прямую аналогию с откликом интерферометра для пространственно некогерентного источника. Более подробный анализ отклика антенны приводится, например, в ( Booker and Clemmow, 1950; Bracewell, 1962), или в учебных пособиях по антеннам, перечисленных в списке основной литературы гл. [21]
Пример такой волны показан на рис 13.7, а. Здесь за прямоугольным импульсом, подобным изображенному на рис. 13.3 а, следует такой же импульс противоположной полярности. Такая форма импульса позволяет проанализировать отклик антенны на воздействие гравитационной волны. Более детальный учет формы импульса не меняет существенно результата. [22]
Его значение грубо определяется на основе отклика изогнутой антенны, а затем уточняется путем подбора. Подбор осуществляется на основе получения минимальной ширины спектра отклика антенны в результате обработки сигнала. Дальнейшая обработка сигнала осуществляется точно так, как это уже описано выше. В результате перемножения (4.1.8) и (4.1.9) получим необходимые и достаточные условия успешности обработки сигнала, которые мы выяснили выше. Действительно, перемножение комплексно сопряженных экспонент дает необходимую единицу, а сигнал добавляется к этой единице уменьшенным до 0 9, чего при одном сигнале вполне достаточно, чтобы результирующий вектор не крутился, а лишь колебался бы вокруг единицы. [23]
Ер и Eq описывают состояние поляризации на входе ( ортогонально линейное или противоположно круговое), а Е и Е - на выходе. Матрица 2 х 2 в уравнении (4.47) называется матрицей Джонса ( Jones, 1941) и ей могут быть представлены любые простые линейные преобразования волнового сигнала. Матрицей Джонса можно описать вращение волны относительно антенны, отклик антенны с учетом эффектов паразитной поляризации или усиление сигналов в приемной системе до входа коррелятора. Суммарное воздействие этих операций представляется произведением соответствующих матриц Джонса точно так же, как воздействие на скалярное напряжение может быть представлено произведением коэффициентов усиления и откликов различных модулей приемной системы. [24]
Однако существует большая трудность решения обратной задачи с использованием синтеза апертуры, которая препятствует получению хоть какого-то результата. Эту основную трудность иллюстрирует рис. 3.2, на нем пунктиром показан вид отклика антенны на принимаемый ею сигнал для одного момента времени в реальных условиях эксперимента. Акустически непрозрачный экран затемняет лишь малую часть всего поля, принимаемого антенной, поэтому на рисунке видны только направление на излучатель и сигналы, рассеянные дном водоема, его поверхностью и берегами. Сигнал от экрана практически не заметен. Естественно, что по такому сигналу апертурный синтез невозможен из-за большого уровня помех в виде посторонних сигналов. Чтобы убрать посторонние сигналы, выше был рассмотрен алгоритм фильтрации, образующий так называемое темное поле, на котором заметны только движущиеся рассеиватели. На этом рисунке четко видно угловое положение экрана во времени с превышением относительно окружающего реверберационного фона достаточным, чтобы попытаться практически решить обратную волновую задачу в естественных условиях. [26]
Рисунки 2.14 носят качественный характер, на них отчетливо видны временные изменения сигналов. По таким яркостным картинкам трудно судить о количественной стороне показанных результатов. Количественная сторона явления показана с помощью рис. 2.15, на котором изображены значения модуля отклика антенны, показанные на рис. 2.14, относящиеся к одному моменту времени. Как видно из рис. 2.15, метод темного поля без дополнительной фильтрации позволяет достичь эффективности порядка 60 дБ, а последующая временная фильтрация дает еще около 10 дБ дополнительно. [27]
 |
Восстановленная форма изменения фазы ( толстая линия и разность между заданной формой и восстановленной ( тонкая линия. [28] |
Дополнительная фазовая модуляция, связанная с тем, что источник находится в ближней зоне антенны, является низкочастотной. Она исключается при вышеописанной обработке почти целиком. Отклик от точечного сигнала, находящегося в ближней зоне антенны, приведен в верхней части рис. 4.5, который построен в тех же координатах, что и рис. 4.3. В верхней части рисунка показан отклик антенны на точечный источник, находящийся в ближней зоне антенны. Не скомпенсированы ни изгибы антенны, ни сферическое расхождение волны от источника. [29]
Страницы: 1 2