2.6. Согласование передающей и приемной антенн по поляризации

ЭДС, возбуждаемая в приемной антенне, и максимальная мощность, поступающая в ее нагрузку, зависят от взаимного положения плоскостей и направлений вращения плоскостей поляризации приемной и передающей антенн. Рассматривая наиболее общий случай приема ЭМВ вращающейся поляризации, для ЭДС, возникающей в антенне, можно получить выражение [2, 11]

, (2.46)

где — азимутальная и меридиональные компоненты вектора принимаемой ЭМВ; — значения действующей длины антенны при приеме азимутальная и меридиональные компоненты вектора ; — сдвиг фаз компонент вектора ; сдвиг фаз учитывает, что в произвольном случае компоненты вектора поля излучения данной приемной антенны в режиме передачи могут быть сдвинуты по фазе, причем знак определяет направление вращения плоскости поляризации приемной антенны. В [2, 11] показано, что максимальная ЭДС в приемной антенне имеет место при выполнении двух условий, называемых условиями согласования антенн по поляризации:

=0 и . (2.47)

Рассогласование приемной антенны с полем принимаемой ЭМВ по поляризации приводит к уменьшению амплитуды ЭДС в антенне и мощности, поступающей в нагрузку. Уменьшение мощности при этом характеризуется коэффициентом согласования антенны по поляризации [2, 11]

. (2.48)

Очевидно, что при выполнении условий (2.47) s=1.

С учетом коэффициента согласования антенны по поляризации выражение для максимальной мощности в нагрузке антенны (2.36) приобретает вид

. (2.49)

В [2, 5, 10, 11] показано, что для передающей и приемной антенн с круговой поляризацией максимальная мощность в нагрузке приемной антенны достигается при одинаковых направлениях вращения плоскостей поляризации. Если же плоскости поляризации передающей и приемной антенн имеют противоположные направления вращения, то s=0 и мощность на выходе приемной антенны .

Аналогично, для передающей и приемной антенн с линейной поляризацией максимальная мощность в нагрузке приемной антенны достигается при совпадении плоскостей поляризации, в противном случае она равна нулю.

Наконец, в случае приема антенной с круговой поляризацией ЭМВ с линейной поляризацией мощность принимаемых колебаний снижается в 2 раза по сравнению со случаем антенны, согласованной по поляризации. Такой же эффект получается при приеме антенной с линейной поляризацией ЭМВ с круговой поляризацией.

Отметим, что поворот антенны круговой поляризации вокруг направления прихода волны приводит лишь к появлению дополнительного фазового сдвига принимаемого сигнала без изменения его амплитуды. Поэтому антенны круговой поляризации широко применяются в системах радиосвязи с летательными аппаратами.

Антенны круговой поляризации с успехом применяются в радиолокационных системах: при излучении и приеме сигналов с помощью одной антенны обеспечивается поляризационная селекция ЭМВ, отраженных объектами симметричной формы (как и от бесконечно протяженной электропроводящей плоскости), например дождевыми каплями — отраженные ЭМВ изменяют направление вращения плоскости поляризации на противоположное и не принимаются антенной [1]. В случае же отражений от несимметричных объектов отраженные ЭМВ содержат поля с круговыми поляризациями противоположных направлений вращения, одна из которых полностью принимается антенной.