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

ФигЛ Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для автоматизации измерения диаграмм направленности антенн. Целью изобретения является обеспечение отображения диаграммы налравленности в прямоугольных координат ах, На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема устройства дпя измерения диаграммы направленнос ти (ДН) антенны; на фиг. 2 - структурная электрическая схема коммутатора; на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока формирования сигналов; на фиг. 4 - структурная электрическая схема генератора опорных сигналов. Устройство для измерения диаграммы направленности антенны содержит генератор 1 СВЧ, передающую антенну 2, исследуемую антенну 3, детекторную секцию А, токосъемник 5,предварительный усилитель 6, опорно-поворотный блок 7, синусно-косинусный вращающийся трансформатор 8, коммутатор 9, блок 10 формировагая сигналов, индикатор II с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), генератор 12 опорных сигналов, двухкоординатный самописец 13. Устройство для изменения ДН антен ны работает следующим образом. Исследуемая антенна 3 работает в режиме приема. Поле в месте ее расположения формируется передающей антенной 2, которая питается генератором I. Высокочастотный сигнал генератора 1 модулируется Низкочастотным сигналом частотой поступающим из генератора 12. Принятый исследуемой антенной 3 сигнал после детектирования в детекторной секции А посту пает на вход предварительного усилителя 6 через токосъемник 5, С учетом квадратичной характеристи1си детекто ра, входящего в состав детекторной секции А, на выходе предварительного усилителя 6 напряжение имеет вид 7 и U FCcflcossit, где Urn - амплитуда сигнала; F(t{i) - ДН исследуемой антеннь:; tp - угол, задающий угловое положение исследуемой антенны 3, относительно направления на передающую антенну 2; - круговая Частота, 2 Это напряжение подается в коммутатор 9, который, в зависимости от выбранного режима работы, подает его либо на управляющую обмотку вращающегося трансформатора 8 (в режиме отображения ДН в полярной системе координат) , либо на один из входов блока 10 (в режиме отображения ДН в прямоугольной системе координат). Вращение исследуемой антенны 3 и связанной с ней детекторной секции А обеспечивается опорно-поворотным блоком 7. Ротор вращающегося трансформатора 8 механически связан с осью вращения исследуемой антенны 3 и вращается синхронно с исследуемой антенной 3. При этом в режиме отображения ДН в полярной системе координат на выходах его синусной и косинусной обмоток напряжение имеет вид F (4)sinc( Usin mU, (cf)cos (f- cosnt, «5 где m - коэффициент трансформации Вращающегося трансформатора 8. Далее эти напряжения через коммутатор 9 подаются на входь каналов | вертикального и горизонтального отклонения блока 10, куда также поступает напряжение с выхода генератора 12. С выходов указанных каналов блока 10 напряжения подаются в индикатор 11 на отклоняющие катушки вертикального и горизонтального отклонения и на входы двухкоординатного самописца 13. В режиме отображения ДН в прямоугольной системе координат сигнал с выхода предварительного усилителя 6 через коммутатор 9 подается на вход канала вертикального отклонения блока 10. Одновременно коммутатор 9 подключает управляющую обмотку вращающегося трансформатора 8 к вьгходу генератора 12 и осуществляет коммутацию обмоток вращающегося трансформатора 8 для перевода его в линейный режим. Снимаемое при этом с выхода синусной обмотки вращающегося трансформатора 8 напряжение, амплитуда которого в секторе углов Cf +60° связана с углом (р линейной зависимостью, через коммутатор 9 поступает на вход канала горизонтального отклонения блока 10. ,

Переключе1ше режимов работы коммутатора 9 осуществляется тумблером 14, обеспечиваю 1(им при его включении срабатывание реле 15. Три пары контактов реле 15 осуществляют описанную выше требуемую для переключения режимов работы коммутацию сигналов и обмоток вращающегося трансформатора 8. Масштаб линейной развертки на экране индикатора 11 изменяется при помощи потенциометра 16 путем установки требуемой амплитуды сигнала, поступающего на управляющую обмотку вращающегося трансформатора 8 в режиме отображения ДН в прямоугольной системе координат с выхода генератора 12.

Блок 10 состоит из двух идентичных каналов формирования управляющих сигналов вертикального и горизонталь ного отклонения луча. Каждый из каналов включает соответствующие последовательно соединенные сумматор 17(18), детектор 19(20), фильтр 20(21) нижних частот, видеоусилитель (23)24. На один из входов сумматора 17 канала вертикального отклонения подается информационный сигнал гармоническое колебание с частотой Р„рд , амплитуда которого пропорционапьна или квадрату ДН исследуемой антенны 3 F (tp), или произведению F (ч) cosq. На другой вход сумматора 17 поступает гармоническое колебание той же частоты с постоянной амплитудой UPIO . На информационный вход сумматора 18 канала горизонтального отклонения подается сигнал с выхода коммутатора режимов, амплитуда которого пропорциональна либо величине и,„о- sincp/(l+nicosu), .либо произведению F (q) . sincf. На второй вход сумматора 18 поступает опорное гармоническое колебание постоянной амплитуды/ Детектор 19(20) совместно с фильтром 21(22) нижних частот выделяет огибающую выходных колебаний сумматора 17(18), которая после усиления видеоусилителем 23(24) поступает на вертикальные (горизонтальные) отклоняющие катушки ЭЛТ индикатора 1I и на входы двухкоординатного самописца 13,

При этом в режиме отображения ДН в полярной системе координат отклонение луча на экране ЭЛТ по вертика

ли пропорционально F (q;) . sin(f, а по горизонтали F(.p) cos f В итоге

величина полного отклонения луча на экране ЭЛТ пропорциональна

F(Lf)coscf % F(q.)sincf F (cf), .т,е, квадрату ДН исследуемой антенны 3, а направление отклонения задается углом , который удовлетворяет соотношению

tgQoTKA F(tp)sinq)/F ((p)costf tg( т,е, Таким образом, на экране ЭЛТ индикатора 11 отображается ДН по мощности исследуемой антенны 3 в полярной системе координат,

В режиме отображения ДН в прямоугольной системе координат отклонение луча на экране ЭЛТ по вертикали пропорционально F(ep), а по горизонтали U pSingi/(1+mcoscf) ,что обеспечивает отображение на экране ЭЛТ индикатора 11 в секторе Ц 160 ДН по мощности исследуемой антенны в прямоугольной системе координат.

Изменением амплитуды опорного напряжения, поступающего на входы сумматоров 17(18), можно смещать начало развертки на экране ЭЛТ индикатора 11,

Генератор 12 включает задающий генератор 25 гармонических колебаний с частотой F , сигнал с выхода которого поступает в блок 10 и через регулятор масштаба линейной развертки (потенциометр) на вход блока 9, Этот же сигнал через фазовращатель 26 и модулятор 27 подается на вход внешней модуляции генератора 1, Фазовращатель 26 предназначен для компенсации фазовых сдвигов информационного сигнала при прохождении его через предварительный усилитель 6, вращающийся трансформатор 8 с целью обеспечения синфазности опорного и информационного сигналов на входе сумматоров блока 10, Регулировка фазовращателя 26 производится при настройке установки. Модулятор 27 представляет собой усилитель, который необходим для получения напряжения,достаточного по величине для модуляции используемого в установке генератора 1,

Формула изобретения

1, Устройство для измерения диаграммы направленности антенны, содержащее последовательно.соединенные генератор СВЧ и передающую антенну, последовательно соединенные детекторную секцию и предварительный усилитель, опорно-поворотный блок для размещения исследуемой антенны и -индикатор с электронно-лучевой трубкой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения отображения диаграммы направленности в прямоугольных координатах, к выходу предварительного усилителя последовательно подключены коммутатор,блок формирования сигналов и двухкоординатный самописец, введены генератор опорных сигналов, выход которого сое динен с управляющими входами генератора СВЧ, коммутатора и вторым входом блока формирования сигналов, выходы которого соединены с соответствующими входами индикатора с электронно-лучевой трубкой, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, ро тор которого механически соединен с валом опорно-поворотного блока, а управляющая, синусная и косинусная обмотки - с вторым выходом коммутатора. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что блок формирования сигналов содержит два канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных сумматора, детектора, фильтра нижних частот и видеоусилителя, при этом первый вход сумматора каждого канала соединен с вторым входом сумматора другого канала, первые входы сумматоров являются соответственно первым и вторым входами блока формирования сигналов, а выходы видеоусилителей вькодами этого блока.

Изобретение м.б. использовано для автоматизации измерения диаграммы направленности антенн. Цель изобретения - обеспечение отображения диаграммы направленности в прямоугольных координатах. Уст-во содержит г-р 1 СБЧ, передающую антенну 2, исследуемую антенну 3, детекторную секцию 4, токосъемник 5, предварительный у-ль 6, опорно-поворотный блок 7, индикатор 11 с электронно-лучевой трубкой. Вновь введены коммутатор 9, блок 10 формирования сигналов, двухкоординатный самописец 13, г-р 12 опорных сигналов, синусно-косинусный вращающийся тр-р 8. Блок 10 содержит два идентичных канала формирования управляющих сигналов вертикального и горизонтального отклонения луча, с состоящие из сумматора, детектора, фильтра нижних частот и видеоусилиСЛ теля. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фи&Л

Фаг.