Устройство для измерения параметров антенн Советский патент 1986 года по МПК G01R29/10 

I

Изобретение относится к технике антенных измерений и может использоваться для измерения параметров фазированных антенных решеток в блиней зоне на автоматизированных стендах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже приведена электрическая схема устройства для измерения параметров антенн.

Устройство для измерения параметров антенн содержит генератор 1 СВЧ-колебаний, направленный ответ- витель 2, исследуемую антенну 3, и измерительных антенн решетки, содержащих приемные излучатели решетки, первые вентили 3, электрические управляемые фазовращатели 6, второй вентиль 7, передающие излучатели а решетки, а также рупорную антенну У, СВЧ-сумматор 10, квадратичный детектор 11, усилитель промежуточной частоты 12, синхронные детекторы 13, фильтры нижних частот I M-, аналоговые коммутаторы 15, дешифратор 16, аналого-цифровые преобразователи 17, генераторы 18 прямоугольных импульсов, сканер 19.

Устройство для измерения параметров антенн работает следующим образом.

Генератор 1 излучает электромагнитный сигнал СВЧ-колебаний. Сигнал СВЧ-колебаний проходит через направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3 и излучатель в пространство. Излученный сигнал принимается решеткой, состоящей из измери-i тельных антенн, которая может перемщаться в раскрыве исследуемой антенны 3 с помощью сканера 19. Принятые приемными излучателями 4 решетки сигналы проходят через электрически управляемые фазовращатели 6, модулируясь по фазе от генераторов 18 прямоугольных импульсов. В схеме используются двухр азрядные

183482

дискретно управляемые фазовращатели, причем дискрет, равный 180°, управляется у различных электрически управляемых фазовращателей 6 различ5 ными генераторами прямоугольных импульсов 18, дискрет, равный TV/2 у всех электрически управляемых фазовращателей 6, управляется Ул + 1-ым (одним) генератором прямоугольных

10 импульсов 18. Вентили 5 и 7 служат для дополнительной развязки мани- пулированного сигнала между приемными .излучателями 4 и передающими излучателями 8. Сигналы, излученные

15 передающими излучателями 8, пройдя через приемную рупорную антенну У, СВЧ-сумматор 10, детектируются в квадратичном детекторе 11, затем через усилитель промежуточной час20 тоты 12 подаются на синхронные детекторы 13, на опорные входы которых подаются сигналы от генераторов прямоугольных импульсов 18, а затем, пройдя фильтры нижних частот 14 и

25 аналого-цифровые преобразователи 17, поступают на вычислитель. Поясним работу предложенного устройства для измерения параметров антенн с помощью математических соотношений.

. Сигнал на выходе генератора f представим в виде

30

COScJ t ,

(1)

где амплитуда генератора 1 принята равной 1; oJg/2 - частота; t - время.

Сигнал с выхода i-oro приемного излучателя 4 можно описать выражением

40

К.,; cos (( + Vvi )

Xl

(2)

где Kj(j,Y(- - коэффициенты, характеризующие амплитуду и фазовый ,:, сдвиг в данной точке поля, соответствующей i-ому приемному излучателю 4.

Сигнал на выходе второго i-oro вентиля 7 можно описать

xi S l -Jo-t ZZ 4-as S i t)nw-J-it T

K-1,3,5...

ПРИ -тг

t3)

где e, €)Т/4; 9|/27Г - часто-тота h+ 1 генератора 18; Л(/271

та- генератора- 18; Pj2 -i- - час- . частота фазовой манипуляции с инТ дексом (т.е. с такой частотой

переключается секция О - 180°);

1

Z f f нипуляции с индексом ТГ/4 (с такой

- - частота фазовой маi V- Кх..-в,-: nPHOtt

Ul IX с

7Г

1-1.1,Ь п

К-1,3,5

С.)

оО

( .t) nP.,, . K-t,3,5

Сигнал на выходе СВЧ-сумматора 10

Кх;5

,ъ

где h - количество приемных (передающих) излучателей решетки.пропорционален

cUt.

Г НL °°1

( t-«-4 xi € i- -II i: S KSlitjUcos ot Г .2,bK-l,i,5... .

(,- - siHKa-,t)l

Г i.1.2,5K.M.3,5 J

coscJot

Сигнал на выходе квадратичного . Ia,(t).

детектора 11 пропорционален

|o,(t),;cosK,.0,fli: .,t) K,,

-V 1--1,г , K--1.3. 1,2...

( 6)

.s-..(y,.0,A. fsMKsx-.t).i.f:ic,,t.T,

. i--l.a,b.t«. 1,3.S ..:S 1.2.

.Ha выходе усилителя промежуточн ой частоты 12с учетом селективных

Д Slit npHOi.,2,S

. и

.

XI SihSli приу-., ,3

где й-,/2Глежат в пределах ,/21Г 200 кГц; 204 кГц; S j/2T- 208 кГц. и т.д.; 0,3 кГц.

На выходе фильтра нижних частот 14 (ФНЧ)

7 -Ч-f- i i т

при 0$ t --- Jr

-r.,

Из полученного выражения следу- . ет, что сигнал на выходах фильтров нижних частот 14 представляет собой параллельно появляющиеся квадратур1218348

частотой переключается секция дискретного фазовращателя О - УО ).

Сигнал на выходе рупорной антенны У пропорционален выражению

T

IX с

К-1,3,5

С.)

ПРИ OJ t )

coscJot nPn-ji-6t- TI

детектора 11 пропорционален

свойств сигнал можно описать выражением

(7)

ные компоненты значений поля в рас- крыве исследуемой антенны 3, что является удобным для пересчета значений из ближней зоны в дальнкно.

Обработка сигнала с выхода филь- тра нижних частот 14 может осуществляться также с помощью коммутаторов 15, дешифратора 16 и аналого- цифровых Преобразователей 17.

Формула изобретения

Устройство для измерения парамег- ров антенн, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ- соле- баний, направленный ответвитель, первый выход которого является выходом для подсоединения исследуемой антенны, решетку, состоящую измерительных антенн, установленную с возможностью перемещения в раскрьше исследуемой антенны, отличающееся т ем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены h + 1 генераторов прямоугольных импульсов и последовательно соединенные рупорная антенна, СВЧ-сумма- тор, квадратичный детектор и усилн- тель промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно и цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных синхронного детектора, фильтра нижних частот и аналого-цифрового преобразователя, каждая h измерительная антенна включает последовательно соединенные приемный излучатель, первый вентиль , электрически управляеРедактор Н.Горват

Составитель В.Рабинович

Техред О.НецеКорректор С,Черни,

Заказ 1129/54Тираж 730Подписное

ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П1Ш Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,

мый фазовращатель, второй вентиль и передающий излучатель., размещенный в раскрыве рупорной антенны, первые выходы и генераторов прямоугольных импульсов соединены с первыми управляющими входами соответствующих электрически управляемых фазовращателей, вторые выходы - соответствен- но с опорными входами синхронных детекторов, второй выхо направленного ответвителя подключен к второму входу СВЧ-сумматора, а выход «п + 1 генератора прямоугольных импульсов соединен с вторыми управляющими входами электрически управляемых фазовращателей, при этом выходы ана- логоцифровых преобразователей , h + 1 генератора прямоугольных импульсов и фильтров нижних частот являются выходами устройства.

Изобретение обеспечивает повы-- шение точности измерений. Сигнал генератора 1 СВЧ-колебаний через направленный ответвитель 2 поступает на исследуемую антенну 3 и излучается. Принятые h приемными излучателями 4 решетки сигналы проходят через: соответствующие вентили 5, электрические управляемые фазовращатели 6 на передающие излучатели 8 решетки. Сигналы, излученные передающими излучателями 8, поступают на приемную рупорную антенну 9 и через СВЧ-сум- матор 10, квадратичный детектор 11 и усилитель промежуточной частоты 12 поступают на синхронные детекторы 13. С выходов синхронных детекторов 13 сигналы через соответствующие фильтры нижних частот 14 и аналого- цифровые преобразователи 17 поступают на вычислитель, н + 1 генераторов 18 прямоугольных импульсов вырабатывают импульсы установления дискрета для электрических управляемых фазовращателей 6 и опорные сигналы для синхронных детекторов 13. Решетка из h измерительных антенн перемещается в раскрьше исследуемой антенны 3 . 1 ил. (Л ffSff/ ч ос 00 N( 00