Устройство для измерения диаграмм направленности антенны Советский патент 1986 года по МПК G01R29/10 

1

Изобретение относится к измерительной технике для измерения внешних характеристик антенн.

Цель изобретения - повьшение точности измерения путем определения амплитудно-фазового распределения поля облучающей антенны.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения диаграмм направленности антенны.

Устройство содержит СВЧ генерато

15

..„„ . , втором этапе измеряется амплитуда и фаза сигнала на выходе испы- туемой антенны 4 U(6,tf ) при различных углах ее поворота относительно направления на облучающую антенну 2, Величина U(8,tf ) связана с истинной диаграммой направленности и распре, подключенный к облучающей антенне 2, поворотное устройство 3 испытуемой антенны 4, соединенное с первым выходом блока 5 управления . приводом испытуемой антенны, датчик б угол-код, блок 7 сопряжения и ЭВМ 8, опорную антенну 9, подключенную к первому входу амплифазометра 10, выход которого через аналого- цифровой преобразователь 11 подключен к блоку 7 сопряжения, синхронизатор 12, выходы которого подключены к.блоку 5 управления, к датчику 6 угол-код, аналого-дифровому Преобразователю 11 и к блоку 7 сопряжения , п приемных зондов 13 и блок 14 коммутации, при э-том вьгходы приемных зондов 13 и выход испытуемой антенны 4 подключены к блоку 14 коммутации, первый выход которого подключен к второму входу амплифазометра 10, а второй выход подключен к блоку 7 сопряжения, Устройство также содержит регистратор 15,

Устройство работает следующим об- разог ,

Вы числение истинной диаграммы направленности испытуемой антенны производится в два этапа.

На первом этапе измеряется амплитудно-фазовое распределение облучающего поля на некоторой сферической поверхности, в частном случае на окр ткности, в дентре которой на- уодится испытуемая антенна 4 .Ч )

20

25

30

делением поля в фазовом центре испытуемой антенны 4 Е (0,Cf) интегральным уравнением

2 П- и-/2. .

ij( |E (e,)jQacf.

о -TrlZ

Определение истинной диаграммы направленности испытуемой антенны f (6, Lf) происходит путем нахождения поля в фазовом центре испытуемой антенны 4 при известном распределении UjCSjtp ) на некоторой сфере ра- 35 диуса г из уравнения ,(1) и последу- 1р1ей подстановкой найденного решения JB уравнение (2) и определение из этого уравнения искомой функции f(6,qi),

Q В частном случае, если облучаю- щая антенна 2 и отражающие предметы находятся в одной плоскости (например, в горизонтальной), что часто имеет место на практике, и учитывая

5 конечное число приемных зондов, при- ведеНньш алгоритм можно .удростить, сведя процесс нахождения истинной . диаграммы направленности к решению двух систем линейных, уравнений с

5Q комплексными коэффидиентами

-jKr , -jKrcosQh. -jXi-cosenp-JK -jkrcosQn,

СС . с

-JKrcosS,

trс ,

I

Данное распределение сия ;1ан() с. полем в фазовом центре испытуемой антенны 4 Е (в,} следующим интегральным уравнением

U.-(eVl j j E {e,cpVe-i. 5 e ® 5 a8c3cp,

0-7)2

е

Ср - углы поворота испытуеантенны 4 относительно направлена облучающую антенну 2.

втором этапе измеряется амплитуда и фаза сигнала на выходе испы- туемой антенны 4 U(6,tf ) при различных углах ее поворота относительно направления на облучающую антенну 2, Величина U(8,tf ) связана с истинной диаграммой направленности и распре0

делением поля в фазовом центре испытуемой антенны 4 Е (0,Cf) интегральным уравнением

25

2 П- и-/2. .

ij( |E (e,)jQacf.

о -TrlZ

Определение истинной диаграммы направленности испытуемой антенны f (6, Lf) происходит путем нахождения поля в фазовом центре испытуемой антенны 4 при известном распределении UjCSjtp ) на некоторой сфере ра- диуса г из уравнения ,(1) и последу- р1ей подстановкой найденного решения JB уравнение (2) и определение из этого уравнения искомой функции f(6,qi),

В частном случае, если облучаю- щая антенна 2 и отражающие предметы находятся в одной плоскости (например, в горизонтальной), что часто имеет место на практике, и учитывая

конечное число приемных зондов, при- ведеНньш алгоритм можно .удростить, сведя процесс нахождения истинной . диаграммы направленности к решению двух систем линейных, уравнений с

комплексными коэффидиентами

г,

w

U9,

i(9.)

где Е Сбп.) распределение поля в фазовом центре испытуемой антенны 4;

U7 - комплексное значение

сигнала на выходе h-го,приемного зонда 13;

и

Y1

комплексное значение

сигнала на выходе испытуемой антенны 4 ;,

б fi - текущее значение угла поворота испытуемой антенны 4 относительно облучающей антенны 2.

Процесс измерения диаграммы направленности испытуемой антенны 4 следующий. Облучающая антенна 2 -создает поле, в котором распололшны испытуемая антенна 4, приемные зонды 13 и опорная антенна 9. Блок 14 коммутации последовательно подключает приемные зонды 13 и испытуемую антенну 4 к второму входу амплифазометра 10, который измеряет амплитуду и разность фаз между сигналом, поступающим от : блока 14 коммутации, и сигналом опорной антенны 9. Эта информация подается йа аналого-цифровой преобразователь i1, где преобразуется из аналоговой в цифровую форму и через блок 7 сопряжения, осуществляющий ввод и вывод информации, заносится в ЭВМ 8. С второго выхода блока 14 коммутации через блок 7 сопряжения в ЭВМ 8 поступает информация о подключении того или иного приемного зонда 13 или испытуемой антенны 4. Данные об угла- вом положении поворотного устройства 3 с расположенной на нем испытуемой антенной 4 поступают с выхода дат

чика 6 угол-код в ЭВМ 8. По полученным данным ЭВМ 8 вычисляют распределение облучающего поля, и с его учетом корректируют амплитуду н фазу сигнала на выходе испытуемой антенны. .

Формула изобретения

Устройство для из меренкя диаграмм направленности антенны, содержащее СВЧ-генератор, подключенный к облучающей антенне, поворотное устройство испытуемой антенны, опорную антенну, подключенную к первому входу амплифазометра, выход которого является выходом устройства, о т л и - чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения путем опр еделения амплитудно-фазового распределения поля облучающей антенны в него введены п приемных зондов и блок коммутации, при этом выходы приемных зондов и выход испытуемой антенны подключены к входам блока коммутации, первьп выход которого подключен к второму входу амплнфа- зометра, а второй выход является .дополнительным выходом устройства, причем приемные зонды расположены по окру кности, центром которой является фазовый центр испытуемой антенны, а опорная антенна расположена на пересечении линии, соединяющей фазовые центры испытуемой и облучающей антенн с окружностью, по которой, расположень приемные зонды.

Изобретение относится к измери- тельной технике. Цель изобретения повьшение точности измерения путем определения амплитудно-фазового рас-- .пределения поля облучающей антенны (А). Облучающая А 2 создает поле, в . котором расположены испытуемая А 4, приемные (ПЗ) 13 и опорная А 9. Блок коммутации (БК) 14 последовательно подключает НЗ 13 и А 4 к 2-му входу a пIлифaзoмeтpa 10, который измеряет амплитуду и разность фаз между сигналом, поступающим от БК 14, и сигналом А 9. Эта информация подается на АЦП 11 и через блок сопряжения 7 заносится в ЭВМ 8. С 2-го выхода БК 14 через блок 7 в ЭВМ 8 поступает информация о подключении того или иного ПЗ 13 luni А 4. Данные об угловом положении поворотного устройства 3 с расположенной на нем А 4 поступают с выхода датчика 6 угол-код в ЭВМ 8. По полученным данным ЭВМ 8 вычисляет распределение облучающего поля и с его учетом.корректирует амплитуду и фазу сигнала на выходе А 4. 1 ил. I (Л ГчЭ со со о СП

Редактор 0.Головач

Составитель Е.Нечаев Техред О.Сопко

Заказ 2764/46 Тираж 728Погишсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор М.Самборская