Устройство для определения омических потерь в антенне Советский патент 1986 года по МПК G01R29/10 

f

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к антенным измерениям.

Цель изобретения - повышение точности определения омических потерь антенны с малыми отражениями от поверхности раскрыва.

На фиг. 1 пр едставлена структурная электрическая схема устройства для определения омич1еских потерь антенны; на фиг. 2 - 4 - конструктивные варианты поляризационного узла согласования.

Устройство для определения омических потерь содержит источник 1 СВЧ-мопщости, измерительный приемник 2,Y -циркулятор 3 с плечами 4-6, антенну 7, два РК 8, узел 9 поляризационного согласования, металлический экран 10 с хорошо проводящей поверхностью. Плечи 4 и 5 закорочены перемычкой- 11.

УПС 9 выполнен в виде слоя анизотропного материала, например феррита УПС по фиг. 2 выполнен в виде решетки из проволок 12, параллельных друг другу, расположенных в плоскости, параллельной экрану 10, на расстоянии которое может изменяться. УПС по фиг. 3 вьшолнен в виде двух плоских решеток из проволок 13 и 14, парал- лельных друг другу внутри каждой решетки, лежащих в плоскостях, параллельных плоскости экрана 10, одна из решеток может поворачиваться относительно другой. УПС по фиг. 4 выполнен в виде прямого угла из металлического листа 15. Стрелками показаны траектории луча внутри угла 16, 17, 18.

Устройство работает следующим образом,

Для определения омических потерь антенны с помощью замыкания плеч 4 и 5 накоротко перемычкой 11 источник 1 СВЧ-мощности подсоединяется к входу измерительного приемника 2. При включенных источнике 1 СВЧ-мощности и измерительном приемнике 2 фиксируется показание измерительного приёмника 2 (с(, ) . После отключения .Iчки 11 и регулировки УПС 9 фиксируется показание измерительного приемника 2 (с). При этом сигнал , из источника 1 СВЧ-мощности проходит через плечи 4 и 6 Y-циркулятора 3 в антенну 7, излучается из ее апертур ры, частично поглощается в РК 8,про

10

ts

20

25

2280442

ходит через УПС 9, отражается от Ю 10, вновь проходит через УПС 9, еще раз частично поглощается в РК 8 и через антенну 7, плечи 6 и 5 у-цир- кулятора 3 попадает в измерительный приемник 2.

Частичное поглощение в РК 8 исключает возникновение паразитньпс резо- нансов между антенной 7 и Ю 10. В УПС 9 происходит изменение направления движения волны на противоположное, причем поляризационные диаграм- мы антенны 7 и попадающей на нее волны оказываются идентичными. Это исключает погрешности измерений, связанные с поляризационными потерями в измерительном тракте.

При отражении от МЭ 10 происходит зеркальный поворот эллипса поляризации (т.е. возникает кроссполяризо-

Q

ванная волна) за счет сдвига на 180 фаз ортогональных линейно поляризованных компонентов эллиптически поляризованной волны.

При двойном прохождении УПС в виде анизотропного слоя также осуществляется зеркальный поворот эллипса поляризаций при определенном соотношении толщины слоя и элементов тензора магнитной (для ферритов) или диэлектрической (для плазмы) проницаемости анизотропного материала.Регулировка данного УПС 9 заключается в изменении толщины слоя и (или) элементов тензора проницаемости. Например, для феррита необходимо изменение внешнего магнитного поля до получения максимального показания измерительного приемника 2,

В УПС 9 по фиг.2 эллиптически поляризованная волна, попав на решетку из проволок 12, разлагается на две ортогональные линейно поляризованные компоненты, одни из которых, компланарная решетка, отражается, другая проходит на МЭ 10, отражается, пройдя сквозь решетку из проволок 12 в обратном направлении, получает дополнительный фазовый набег, соответствующий двойной длине пробега, и скла- дьшается с отраженной от решетки компонентой, образуя вновь эллиптически поляризованную волну.

Регулировка УПС 9 по фиг. 2 заключается в изменении расстояния между решеткой из проволок 12 и Ю 10 до получения максимального показания oij измерительного приемника 2, В УПС 9 по фиг. 3 эллиптически поляризо30

S5

40

45

50

55

вайная волна на решетке из проволок 13 разлагается на две ортогональные линейно поляризованные компоненты. Компланарная проволокам 13 компонента отражается, ортогональная проходи сквозь решетку и падает на проволоки 14, где вновь разлагается на две ортогональные линейно поляризованные компоненты. Компонента, компланарная проволокам 14, отражается, ортогональная проходит на экран 10, отражается, проходит через решетку.из проволок 14 и, сложившись с компланарной отраженной от проволок 14

волной, падает в обратном направлении чала с одним кольцом 8, затем с дру25

на решетку из проволок 13. При определенном взаимном развороте между проволоками 13 и 14 суммарная волна, падающая на антенну 7, имеет поляри- . за1; онную диаграмму, .совпадающую с поляризационной диаграммой самой антенны 7.

Регулировка УПС 9 по фиг. 3 состоит в развороте репГеток из проволок 13 и 14 относительно друг друга на такбй угол, при котором показание oCg измерительного приемника 2 максимально.

В УПС 9 по фиг. 4 осуществляется двойной зepкaJlЬный поворот эллипса поляризации цри отражении луча от сторон прямого угла из листового металла 15. Благодаря наличию прямого угла траектории падающего луча 16 и дважды отраженного луча 18 совпадают с точностью направления, т.е. обеспе- - чивается точное отражение в сторону антенны 7.

Регулировка УПС 9 по фиг. 4 состоит в точной выставке сторон прямого угла 15 до получения максимального показания oi измерительного приемника 2.

Величина «ig описывается равенством

20

30

40

45

гим. При этом фиксируются показания измерительного приемника 2 { л г , «Tg ) Положив R 1, получают систему уравнений:

,2/ „I 2

. .( Z . j

, 123 ° 1 Z4(3)

Из системы (3) находят величину

- 1-г1Формула изобретения

г:

Устройство .для определения омических потерь антенны, содержащее источник СВЧ-мощности и измерительный приемник, отличающее- с я Тем, что, с целью повьшения точности определения омических потерь -антенны с малыми отражениями от поверхности раскрыва, введены Y-циркулятор, два радиопоглощающих кольца, узел поляризационного согласования и металлический экран, причем к первому плечу Y -циркулятора подключен источник СВЧ-мощности, второе плечо является входом для подсоединения исследуе 1ой антенны, а к третьему подключен измерительный приемник, радиопоглощающие кольца размещены между апертурой исследуемой антенны и металлическим экраном, а узел поляризационного согласования установлен на поверхности металлического экрана, обращенной к апертуре исследуемой антенны.

oii-c., Z2-K -erb ° r 4

где 2 5 ч коэффициенты передачи элемента развязки 3 между плечами , , , являющиеся пас- портньми данными;

Ч - коэффициент передачи тракта антенна 7 - МЭ 10 - антенна 7.

1228044 ..4

Из формулы (1) получаем искомый КПД испытуемой антенны, определяющий омические потери.

I КгЛ г,и,г гзК

(2)

где R - коэффициент отражения исходной волны от узла 9 поляризационного согласования с ЬО 10.

В правой части формулы (2) неизвестны величины R и, . Дпя нахождения , можно сделать дополнительные измерения с помощью предлагаемого устройства без перемычки 11,сна

гим. При этом фиксируются показания измерительного приемника 2 { л г , «Tg ) Положив R 1, получают систему уравнений:

,2/ „I 2

. .( Z . j

, 123 ° 1 Z4(3)

Из системы (3) находят величину

- 1-г1Формула изобретения

г:

30

40

45

-

50

Устройство .для определения омических потерь антенны, содержащее источник СВЧ-мощности и измерительный приемник, отличающее- с я Тем, что, с целью повьшения точности определения омических потерь -антенны с малыми отражениями от поверхности раскрыва, введены Y-циркулятор, два радиопоглощающих кольца, узел поляризационного согласования и металлический экран, причем к первому плечу Y -циркулятора подключен источник СВЧ-мощности, второе плечо является входом для подсоединения исследуе 1ой антенны, а к третьему подключен измерительный приемник, радиопоглощающие кольца размещены между апертурой исследуемой антенны и металлическим экраном, а узел поляризационного согласования установлен на поверхности металлического экрана, обращенной к апертуре исследуемой антенны.

12

QL

Фиг.2

Ю

15

16

ФигЛ

Составитель В. Рабинович Редактор Л. Пчелинская Техред Г.Гербер Корректор Г. Решетник

Заказ 2284/46Тираж 728Подписное

ВМЙИШ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фкг.З

/7

Изобретение относится к измерительной технике. Повышается точность .измерения. Устройство содержит источник СВЧ-мощности 1, измерительный приемник 2,Y -циркулятор 3 с плечами 4,5,6, антенну 7, два радиопогло- щающих кольца (РК) 8, узел поляризационного согласования (УПС) 9,метав- лический экран (МЭ) 10. Цель достигается введением Y -циркулятора 3, двух РК 8, УПС 9 и МЭ 10.Частичное поглощение в РК 8 исключает возникновение паразитных резонансов между антенной 7 и Ю 10. В УПС 9 происходит изменение направления движения . волны на противоположное. Поляризационные диаграммы антенны 7 и падающей на нее волны идентичны. Это исключает погрешности измерений, связанные с поляризационными потерями в измерительном тракте. 4 ил. | (Л 3 Ю to Ю оо о 4 4:; Фиг.1