ЕНЕРГЕТИЧНА СТРУКТУРА РОЗСІЯНОГО ОБ'ЄКТАМИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ ПІД ЧАС ПОЛЯРИЗАЦІЙНОЇ СЕЛЕКЦІЇ НАВІГАЦІЙНИХ ОБ'ЄКТІВ
14.01.2026 11:13
[3. Технічні науки]
Автор: Корбан Дмитро Вікторович, кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри управління судном, Національний університет «Одеська морська академія», м. Одеса
Енергетична структура електромагнітного поля, розсіяного об’єктами радіолокаційного спостереження, приймається всеполяризованою антеною суднового радіолокаційного поляризаційного комплексу (СРПК) і у загальному вигляді записується через енергетичні параметри Стокса S1, S2 , S3 , S4 [1]:
де S1від , S2від , S3від , S4від - параметри Стокса електромагнітної хвилі, відбитої об'єктами радіолокаційного спостереження СРПК; S1вип , S2вип , S3вип , S4вип - параметри Стокса електромагнітної хвилі, що опромінює об'єкти радіолокаційного спостереження СРПК; Smn - оператори розсіювання, аналогічні матриці розсіювання Мюллера, записані у двокомпонентних позначеннях.
Для розглянутого розсіювача залежність від часу елементів матриці Smn жорстка, що відповідає постійному матричному імпульсному відгуку:
Опромінюване об'єкт і відбите ним поле формується на досить великій відстані від об'єкта (розсіювача). Ці дві частини і формують у своїй сукупності повне поле , яке записується таким чином:
Як випливає з (3), випромінюване поле є тією частиною повного поля, яка реєструвалася б у просторі за відсутності об'єкта радіолокаційного спостереження СРПК. Тому процедура радіолокаційного виділення з прийнятого всеполяризованою антеною СРПК сумарного поля тієї його частини, яка відповідає відбитому полю, і полягає у відніманні поля опромінюваного об'єкта від сумарного поля, спостережуваного СРПК . Оскільки поляризаційний стан електромагнітної хвилі певної поляризації, яку випромінює антена СРПК, відомий, відома і потужність (інтенсивність), то для розв'язання задачі поляризаційної селекції навігаційних об'єктів, що перебувають у зоні атмосферного утворення, потужність поля, яке випромінюють, приймають рівною одиниці, і використовують тільки його поляризаційний стан.
Поляризаційний стан аналізованої хвилі визначається сукупністю дійсних енергетичних параметрів Стокса, що об'єднані у вектор Стокса Sе(t). Перший параметр Стокса S1(t) дорівнює повній щільності енергії хвилі. Другий параметр Стокса S2(t) дорівнює різниці енергій у горизонтально-вертикально поляризованих компонентах. Третій параметр Стокса S3(t) дорівнює різниці енергій лінійно поляризованих компонент під кутами β1 = 45о і β2 = 135о. Четвертий параметр Стокса S4(t) дорівнює різниці поляризованих по правому і лівому колу складових електромагнітної хвилі (α=+-45о).
Під час знаходження навігаційного об'єкта в зоні атмосферного утворення відбита хвиля від складного об'єкта буде частково поляризована, і для такої хвилі може бути застосовано теорему Стокса, на підставі якої таку хвилю можна розглядати як суму повністю поляризованої і неполяризованої хвилі, яка від неї не залежить. Параметри Стокса дають змогу здійснити розкладання частково поляризованої хвилі на суму двох хвиль: повністю поляризовану і незалежну від неї неполяризовану. Подання цих трьох хвиль параметрами Стокса записується у вигляді:
- співвідношення для частково поляризованої хвилі
- співвідношення для повністю поляризованої хвилі
- співвідношення для неполяризованої хвилі записуються двома незалежними складовими:
У неполяризованій хвилі (6) перша складова характеризує повністю поляризовану, а друга складова характеризує повністю неполяризовану хвилю.
Повна інтенсивність хвилі визначається першим параметром Стокса S1, інтенсивність неполяризованої (Н) складової визначається виразом:
Інтенсивність повністю поляризованої (П) складової визначається залежністю:
Неполяризована складова частково поляризованої хвилі з вектором Стокса розкладається на суму двох незалежних потоків S1 і S2, параметри Стокса яких задовольняють таким умовам:
З урахуванням (9) частково поляризована хвиля (ЧПХ) представляється сумою трьох повністю поляризованих хвиль (ППХ). Енергетичні характеристики ЧПХ представляються також матрицею когерентності, пов'язаною лінійною залежністю з параметрами Стокса. Характеристика ЧПХ під назвою ступінь поляризації, представлена параметрами Стокса, також використовується для поляризаційної селекції навігаційних об'єктів, що перебувають у зоні атмосферного утворення.
Література
1. Корбан Д. В. Радіолокаційні методи поляризаційної селекції морських об’єктів:
Монографія Одеса: НУ «ОМА», 2024. 155 с