СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕННЫ Российский патент 1995 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при автоматизированных измерениях характеристик излучения антенн разных типов на расстояниях, меньших дальней зоны антенны.

Известен способ измерения характеристик излучения антенн металлом дальней зоны, согласно которому излучают сигнал вспомогательной антенной, размещенной в дальней зоне исследуемой антенны, принимают сигнал исследуемой антенной, измеряют комплексную амплитуду принятого сигнала при вращении исследуемой антенны в плоскости измерения параметров и определяют по результатам измерений характеристик излучения антенны [1]
Недостатком способа являются большие материальные затраты, связанные со строительством и содержанием специального полигона или безэховой камеры для обеспечения требуемого расстояния между исследуемой и вспомогательной антеннами. Кроме того, для обеспечения точности измерений необходимы дополнительные затраты на спецоборудование, снижающее влияние отражающего действия подстилающей поверхности и местных посторонних предметов на измеряемые характеристики излучения. Кроме того, выполнение условия дальней зоны существенно увеличивает эти затраты при измерении характеристик комплектов антенн различных размеров.

Известен способ измерения характеристик излучения фазируемой антенной решетки (ФАР), включающий излучение сигнала вспомогательной антенной, прием сигнала исследуемой антенной, вращение исследуемой ФАР в плоскости измерения параметров, измерение комплексной амплитуды принятого сигнала для каждого состояния фазирования ФАР при каждом угловом положении и определение характеристик исследуемой ФАР по результатам измерений [2]
Недостатком этого способа измерений является его сложность, обусловленная тем, что в каждом цикле проводят измерения комплексной амплитуды сигнала в определенном состоянии фазирования ФАР, т.е. в каждом цикле измерения в излучении (приеме) основного потока энергии участвует весь раскрыв исследуемой антенны. Кроме того, этот способ предназначен только для определения характеристик излучения антенн, раскрыв которых имеет дискретную структуру в виде независимых излучателей, каждый из которых имеет в схеме питания устройство изменения фазы возбуждения.

Целью изобретения является упрощение способа.

Это достигается тем, что при способе измерения характеристик изучения антенны, включающем излучение сигнала вспомогательной антенной, прием сигнала исследуемой антенной, измерение комплексной амплитуды принятого сигнала при вращении исследуемой антенны в плоскости измерения параметров и определение по результатам измерений характеристик излучения антенны, размещают вплотную к раскрыву исследуемой антенны поглощающий экран с прямоугольным отверстием, размеры которого меньше размеров раскрыва исследуемой антенны, перемещают поглощающий экран последовательно вдоль сторон прямоугольного отверстия на расстояние, кратное размеру каждой стороны, до тех пор, пока прямоугольное отверстие перекрывает раскрыв исследуемой антенны, и фиксируют в каждом положении, измерение комплексной амплитуды принятого сигнала при вращении исследуемой антенны в плоскости измерения его параметров выполняют для каждого положения поглощающего экрана, а вспомогательную антенну размещают на расстоянии r ≥2a²/λ где а размер наибольшей стороны прямоугольного отверстия, λ длина волны.

На чертеже показана структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа измерения характеристик антенны.

Устройство содержит источник 1, выполненный в виде генератора стандартных сигналов, вспомогательную излучающую антенну 2, приемную исследуемую антенну 3, опорно-поворотное устройство 4, обеспечивающее вращение антенны 3 в заданной плоскости, измерительный приемник 5 высокочастотных сигналов, блок 6 сбора данных, содержащий аналоговый преобра- зователь, блок 7 запоминания и вычисления, который может быть выполнен в виде ЭВМ. Вплотную к раскрыву исследуемой антенны 4 размещен поглощающий экран 8 с прямоугольным отверстием, размер наибольшей стороны которого равен а. Расстояние r между антеннами 2 и 3 удовлетворяет условию r ≥2a²/λ (λ длина волны).

Способ измерения характеристик излучения антенны осуществляют следующим образом.

Подают высокочастотный сигнал с источника 1 на вход излучающей антенны 2 и излучают его в пространство. Принимают сигнал фрагментом раскрыва исследуемой антенны 3, соответствующим положению прямоугольного отверстия в поглощающем экране 8. Сигнал с выхода антенны 3, находящейся в исходном положении, подается на вход измерительного приемника 5 и с его выхода в блок 6 сбора данных, аналого-цифровой преобразователь которого преобразует комплексную амплитуду сигнала в цифровую форму. Преобразованный сигнал подается в блок 7 запоминания и вычисления. После этого исследуемую антенну 3 поворачивают в заданной плоскости на следующий пространственный угол с помощью опорно-поворотного устройства 4, и измерительный цикл повторяется до поворота исследуемой антенны 3 в конечное положение. Перемещают поглощающий экран 8 вдоль стороны прямоугольного отверстия на расстояние, кратное размеру стороны, и повторяют измерительный цикл для следующего фрагмента, соответствующего новому положению отверстия. Измерения повторяют, перемещая поглощающий экран 8 последовательно вдоль сторон прямоугольного отверстия до тех пор, пока отверстие перекрывает раскрыв исследуемой антенны 3. Процесс измерений заканчивают после поворота антенны 3 в конечное положение для последнего фрагмента раскрыва. По полученным данным блок 7 запоминания суммирует комплексные ампли- туды сигнала, принятые всеми фрагментами для одного и того же положения исследуемой антенны 3, и вычисляет характеристики излучения.

Использование: радиоизмерительная техника, в том числе антенные измерения. Сущность изобретения: способ включает излучения сигнала вспомогательной антенной, прием сигнала исследуемой антенной, размещение вплотную к раскрыву исследуемой антенны (ИА) поглощающего экрана с прямоугольным отверстием, размеры которого меньше размеров раскрыва ИА. поглощающий экран перемещают последовательно вдоль сторон прямоугольного отверстия на расстояние, кратное размеру каждой стороны, до тех пор, пока прямоугольное отверстие перекрывает раскрыв ИА, и фиксируют поглощающий экран в каждом положении, измеряют комплексную амплитуду принятого сигнала при вращении ИА в плоскости измерения ее параметров для каждого положения экрана и определяют характеристики излучения антенны по результатам измерений. 1 ил.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕННЫ, включающий излучение сигнала вспомогательной антенной, прием сигнала исследуемой антенной, измерение комплексной амплитуды принятого сигнала при вращении исследуемой антенны в плоскости измерения параметров и определение по результатам измерений характеристик излучения антенны, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, размещают вплотную к раскрыву исследуемой антенны поглощающий экран с прямоугольным отверстием, размеры которого меньше размеров раскрыва исследуемой антенны, перемещают поглощающий экран последовательно вдоль сторон прямоугольного отверстия на расстояние, кратное размеру каждой из сторон, до тех пор, пока прямоугольное отверстие перекрывает раскрыв исследуемой антенны, и фиксируют в каждом положении, измерение комплексной амплитуды принятого сигнала при вращении исследуемой антенны в плоскости измерения ее параметров выполняют для каждого положения поглощающего экрана, а вспомогательную антенну размещают на расстоянии

где a размер наибольшей стороны прямоугольного отверстия;
l длина волны.