Радиоголографический анализатор Советский патент 1986 года по МПК G01R29/08 

Устр-во включает три режима работы: прием входной информации, выполнение быстрого преобразования Фурье, вычисление и регистрация поляризационных параметров. Цель достигается введением фазовращателя 4, СД 5,

«

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения направления прихода и поляризации когерентного электромагнитного излучения, созданного сторонним источником.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем определения поляризации интерферирующих волн и повышение точности определения направления прихода каждой волны.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема радио го. югра- фического анализатора; на фиг. 2 - структурная электрическая схема элемента антенной решетки.

Радиоголографический анализатор содержит антенную решетку, состоя- №ую из N элементов 1, АЦП 2, цифровой вычислитель быстрого преобразования Фурье (ЦВ БПФ) 3, фазовращатель 4, N пар СД 5, ВВПП 6, БРОД 7, блок 8 опорного сигнала, при этом каждый из элементсз 1 антенной решетки состоит из трех взаимно ортогональных вибраторов 9-11 с совмещенными фазовыми центрами и коммутатора 12.

1 а;(,,иоголографический анализатор работает в трех режимах: прием входной информации, выполнение быстрого преобразования Фурье, вычисление и регистрация поляризационных параметров.

В режимах приема входной информации ЦВ БПФ 3 формирует последователь но три кода , 1 l управления коммутатором 12. Каждый код подается одновременно на управляю1цие входы всех N элемент ов 1. При поступлении кода I на управляю1ций вход п-ого элемента 1 коммутатор 12 подключает вибратор 9 к выходу элемента 1. При

БВШ1 6 и БРОД 7, а также выполнением каждого из элементов 1 в видетре взаимно ортогональных вибраторов с совмещенными фазовыми центрами и подключенного к ним коммутатора. 2 ил.

этом выходной сигнал, пропорциональный одной из трех ортогональных составляющих напряженности электрического поля приходящего излучения, поступает на первые входы СД 5. А„

амплитуда сигнала, с J, - фаза сигнала; (о- несущая частота излучения; t - время. Одновременно блок 8 формирует опорный сигнал , пропорциот

налышй сигналу на дополнительном выходе N-ro элемента 1. Сигнал Е поступает на другой вход СД 5 и смешивается с , создавая на выходе СД 5 низкочастотньШ сигнал uj, .

Наряду с этим сигнал Ед сдвигается по фазе на R /2 фазовращателем 4 и подается на другой вход СД 5, на выходе которого формируется низкочастотный сигнал V . АЦП 2 преобразует сигналы U, и V в цифровую форму. Их значения считываются ЦВ БПФ 3 и записываются в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) этого блока.

При поступлении сигнала 1, на управляхщий вход п-го элемента коммутатор t2 подключает вибратор 10 к

(7J

выходу элемента. При этом сигнал Е на выходе элемента 1 пропорционален

второй ортогональной составляющей напряженности электрического поля, в результате на выходах СД 5 формируются сигналы и vj, , которые преобразуются АЦП 2 в цифровую

и записываются в ОЗУ блока ЦВ БПФ 3. При сигнале 1 к выходу антенного элемента подключается вибратор 11, при этом выходной сигнал пропорционален третьей ортогональной составляющей напряженности электрического поля, а в ОЗУ блока 3 заносятся значения и

01

и У„ .В результате в

ОЗУ ЦВ БПФ 3 накапливается входная информация в виде трех массивов комплексных чисел Z п (k 1, 2, 3;

n 1, 2,..., N), характеризующих с точностью до постоянного множителя (комплексного опорного сигнала) дискретное амплитудно-фазовое распрделение трех ортогональных состав- ляющих напряженности электрического поля приходящего излучения.

В режиме выполнения ВПФ блок 3 осуществляет быстрое преобразование Фурье{Массивов входной информации z по следующему алгоритму:

.

1 .

Пг|

(-|U,+ |u),

где i - расстояние между фазовьеми центрами элементов 1 в решетке;

. .

7 - длина волны излучения.

Число дискретов 2jii задается выра- жением: (а NI/ A.

В режиме вычисления и регистрации поляризационных параметров устройство ввода-вывода ЦВ БПФ 3 осуществляет выборку из ОЗУ трех комплек- сных чисел , k « 1, 2, 3 для каждого фиксированного m 1, 2..., И и подает их действительные и мнимые части на входы блока 6, который преобразует с , S в спектральную интенсивность 1„, в значения косинуса угла места Q, косинуса и синуса азимутального угла 9 ориентации нормали к плоскости зллипса поляризации т-й спектральной компоненты, коэффициент эллиптичности г и значение косинуса удвоенного угла наклона большой полуоси .эллипса.

Для каждого фиксированного m значения поляризационных параметров подаются на входы блока 7 регистра- ции и .отображения данных, в качестве которого может применяться цифро- печатающее устройство, магнитофон, дисплей, графопостроитель и т.д.

Угловое разрешение радиоголографи ческого анализатора в азимутальной плоскости определяется шириной 2А(р главного лепестка диаграммы направленности синтезируемой антенной решетки по уровню половинной моо ности:

2ft( t 0,886«/N1,

В условиях многолучевости, когда электромагнитное поле в раскрыве антенной решетки формируется m интерферирующими волнами, приходящими с различных направлений, и их угловой разнос в азимутальной плоскости превышает 2Aqi, радиоголографический анализатор обеспечивает угловое разрешение и вьщеление приходящих волн. При этом он прг.доставляет информацию о направлении прихода каждой волны (как по азимуту, так и по углу места и о ее поляризации.

Формула изобретения

Радиоголографический анализатор, содержащий антенную решетку, состоящий из N элементов, блок опорного сигнала, аналого-цифровой преобразователь и подключенный к его выходам цифровой вычислитель быстрого преобразования Фурье, отличающи и с я тем, что, с цепью расширения функциональных возможностей путем определения поляризации интерфериру- ющих волн и повышения точности определения направления прихода каждой волны, в него введены фазовращатель, N пар синхронных детекторов, каждая пара из которых включена между выходом соответствующего элемента и входами аналого-цифрового преобразователя, блок вычисления поляризацион ных параметров, входы которого подключены соответственно к выходам цифрового вычислителя быстрого преобразования Фурье, и блок регистрации и отображения данных, подключенный к выходам блока вычисления поляризационных параметров, при этом опорный вход одного из синхронных детекторов каждой пары подключен к выходу блока опорного сигнала непосредственно, а опорный вход другого синхронного детектора каждой пары через фазовращатель, каждый элемент выполнен в виде трех взаимно ортогональных вибраторов с совмещенными фазовыми центрами и подключенного к ним коммутатора, выход которого является выходом элемента, один из вибраторов подключен К входу блока опорного сигнала, а управляющий вход коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, блока регистрации и отображения данных подключены к управляющему входу цифрового вычислителя быстрого преобразования Фурье.

5 10 ti V V

I

12

Редактор Л.Пчелинская

Составитель Р,Кузнецова Техред Л.Сердюкова

Заказ 4405/41Тираж 728Подписное

ВНИШШ Государственного комитета СССР

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

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

Вь/хоУ фие.2

Корректор И.Муска

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Расширяются функциональные возможности путем определения поляризации интерферирующих волн и повьшается точность определения направления прихода каждой волны. Устр-во содержит антенную решетку, состоящую из N элементов 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, цифровой вычислитель быстрого преобразования Фурье 3 фазовращатель 4, N пар синхронных детекторов (СД) 5, блок вычисления поляри-. зационных параметров (БВПП) 6, блок регистрации и отображения данных (БРОД) 7 и блок опорного сигнала 8. (Л СД О ф эо ;о