Способ измерения потерь в обтекателе регулярного типа Российский патент 2018 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей радиолокационных станций РЛС.

Известен способ измерения потерь в обтекателе (патент на изобретение № 2587687 от 27 мая 2015 года «Способ измерения потерь в обтекателе»). В котором измерительная антенна находящаяся в поле плоской электромагнитной волны (ЭМВ) и ориентирована в направлении получения максимального сигнала на выходе, а обтекатель фиксируется перед ней. Технический результат обеспечивается за счет проведения серии измерений при различной вариации фазы отраженной волны в промежутке измерительная антенна — обтекатель с последующей математической обработкой результатов. Вариация фазы производится за счет вариации несущей длины волны падающей ЭМВ.

Главный недостаток метода состоит в том, что величина потерь оценивается не в единичной частотной точке , а комплексно для некоторого диапазона длин волн в «окрестностях» точки :

Указанный способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Целью настоящего изобретения является создание технического решения, обеспечивающего проведение измерений потерь ЭМВ как в частотной точке, так и в диапазоне частот, а также направленного на снижение трудоемкости измерений и повышение автоматизации вычислений.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложен способ измерения потерь в обтекателях регулярного типа на рабочем месте, включающем антенну измерительную и источник формирования плоской ЭМВ.

Измерение производится в два этапа. На первом этапе производится измерение уровня сигнала падающей плоской ЭМВ на выходе измерительной антенны без обтекателя . На втором этапе производится серия измерений уровня сигнала на выходе антенны с установленным обтекателем (измерительная антенна замещается системой антенна-обтекатель). В течение всей серии измерений производится перемещение обтекателя вдоль оси, соединяющей измерительную антенну и обтекатель таким образом, чтобы его плоскость оставалась параллельна плоскости апертуры антенны (см. рисунок), а величина перемещения обтекателя должна быть не менее половины длины волны в свободном пространстве. Этим обеспечивается гарантированное изменение фазы переотраженного сигнала на величину не менее 2π для всей серии измерений. Для снижения трудоемкости измерений и повышения автоматизации вычислений в качестве устройства измерения и регистрации используется анализатор цепей с возможностью математической обработки полученных значений с установленным режимом измерения параметра .

Уровень сигнала E₂, измеренный на втором этапе, при любом положении обтекателя равен (в логарифмических единицах), где - уровень сигнала падающей плоской ЭМВ на выходе измерительной антенны без обтекателя в логарифмических единицах (в дБ), - величина, характеризующая диссипативные потери (в дБ), — величина, характеризующая потери на переотражение (в дБ). Значение зависит от фазы сигнала, приходящего в измерительную антенну, и в случае изменения фазы отраженного сигнала на величину 2π и более принимает значения в диапазоне , где ±P — максимальное и минимальное значения величины _.

По замерам, полученным на двух этапах, производится расчет величины, характеризующей диссипативные потери . Для этого из полученной серии измерений выбираются максимальные и минимальные значения и , при этом
, а . Примем , тогда:

_{, дБ. (1)}

Таким образом для нахождения необходимо:

, дБ. (2)

С целью снижения трудоемкости измерений и повышения автоматизации вычислений в качестве устройства измерения и регистрации сигнала используется анализатор цепей с возможностью математической обработки полученных значений в реальном времени. Анализатор цепей включается в режим измерения S 21. В этом случае на первом этапе производится измерение и регистрация значений сигнала Е_1.

На втором этапе производится настройка анализатора цепей таким образом, чтобы в процессе измерения значение уровня сигнала Е₂ отображалось с математической обработкой согласно (1). В частности, для векторного анализатора Agilent PNA выражение выглядит так:

trace[1]=(maxhold[s21]+minhold[s21])/2.

Используя полученные значения . и , значение рассчитывается по описанному выше выражению (2).

Измерение производится с использованием режима измерения параметра в частотной точке с длиной волны либо с использованием режима измерения параметра в диапазоне частот. В этом случае величина перемещения обтекателя должна быть не менее половины длины волны для нижней частотной точки диапазона частот.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей радиолокационных станций РЛС. Способ включает антенну измерительную, источник формирования плоской ЭМВ. При этом осуществляется серия измерений уровня сигнала на выходе антенны с установленным обтекателем. Причем в течение всей серии измерений производится перемещение обтекателя вдоль оси, соединяющей измерительную антенну и обтекатель таким образом, чтобы его плоскость оставалась параллельна плоскости апертуры антенны. Величина перемещения обтекателя должна быть не менее половины длины волны в свободном пространстве, что обеспечивает гарантированное изменение фазы переотраженного сигнала на величину не менее 2π для всей серии измерений, а в качестве устройства измерения и регистрации используется анализатор цепей с возможностью обработки полученных значений с установленным режимом измерения параметра . Технический результат заключается в снижении трудоемкости измерений и повышении автоматизации вычислений. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ измерения потерь в обтекателях регулярного типа, включающий антенну измерительную, источник формирования плоской ЭМВ, отличающийся тем, что осуществляется серия измерений уровня сигнала на выходе антенны с установленным обтекателем, причем в течение всей серии измерений производится перемещение обтекателя вдоль оси, соединяющей измерительную антенну и обтекатель таким образом, чтобы его плоскость оставалась параллельна плоскости апертуры антенны, при этом величина перемещения обтекателя должна быть не менее половины длины волны в свободном пространстве, что обеспечивает гарантированное изменение фазы переотраженного сигнала на величину не менее 2π для всей серии измерений, а в качестве устройства измерения и регистрации используется анализатор цепей с возможностью обработки полученных значений с установленным режимом измерения параметра .

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с целью снижения трудоемкости и повышения автоматизации каждое измерение производится с использованием анализатора цепей в режиме измерения параметра заданной рабочей частотной точки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с целью проведения измерений в диапазоне частот измерение производится с использованием режима измерения параметра в диапазоне частот, и в этом случае величина перемещения обтекателя должна быть не менее половины длины волны в нижней частотной точке диапазона измерения.