Измеритель фазовых характеристик антенн Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических системах для измерения фазовых характеристик антенн.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем из мерения характеристик антенн с использованием в качестве измерительных сигналов штатных радиоимпульсных сигналов с произвольной внут- ренней модуляцией при работе антенн в составе радиотехнических систем.

На чертеже изображена структурная схема измерителя фазовых характеристик антенн.

Измеритель фазовых характеристик антенн содержит первый I и второй 2 смесители, первый 3 и второй 4 фильтры, первьА 5 и второй 6 усилители первый 7 и второй 8 Усилители- ограничители, гетеродин 9, фазовый детектор 10, первый It и второй 12 прерьюатели, блок 13 синхронизации, первый 14 и второй I5 колебательные контуры-расширители с управляемой добротностью, вычислительный блок 16, переключатель 17 и первую 18 и вторую 19 линии задержки.

Выход переключателя 17 через последовательно соединенные первьй смеситель 1, первый фильтр 3, первый усилитель 5, первый прерыватель 11, первый колебательный кон- тур-расширитель 14 с управляемой добротностью и первый усилитель-ог- раничитель 7 соединен с первым входом фазового детектора 0, второй Ьход которого через последовательно соединенные второй усилитель-ограничитель 8, второй колебательный кон- тур-расвтиритель 5 с управляемой добротностью, второй прерьтатель 12 второй усилитель 6, второй фильтр 4, второй смеситель 2 и вторую лини 19 задержки соединен do второй вход ной клеммой измерителя и входом первой линии 18 задержки, выход которой соединен с первым входом переклчателя 17, второй вход которого соединен с первой входной клеммой изме рителя, а третий - с первым выходом блока 13 синхронизации, второй выхо которого соединен со вторым входом первого прерьшателя 11, третий выхо со вторым входом второго прерьгеате- ля 12, четвертый и пятый - со вторыми гходами соответственно первого 14 и второго 15 колебательных контуров-расширителей с управляемой до

ч

бротностью, а шестой - с первым входом вычислительного блока lf, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 10, Выходы гетеродина 9 соединены соответственно со вторыми входами первого I и второго 2 смесителей.

Измеритель фазовых характеристик антенн работает следующим образом.

Измеритель работает в два такта с частотой повторения входных радиоимпульсных сигналов. В момент генерации радиоимпульсного сигнала с произвольной модуляцией передатчиком в блок 13 синхронизации подается синхроимпульс, а на входы измерителя поступают радиоимпульсы: один непосредственно от передатчика (опорный радиоимпульс), второй, прошедший канал измеряемой антенны, про- . странство (расстояние дальней зоны), канал измерительной антенны и поэтому задержанной во времени. Для того, чтобы радиоимпульсные сигналы присутствовали на входах смесителей 1 и 2 одновременно (приблизительно), опорный радиоимпульс задерживается линией 19 задержки, приблизительно такую же величину задержки имеет линия 18 задержки. В первом такте переключатель 17 соединяет вход измерителя со входом смесителя 1. Далее радиоимпульсные сигналы преобразуются по частоте, фильтруются, усиливаются и поступают через откры- - тые преры1затели 11 и 12 на входы колебательных контуров-расширителей 14 и 15. Комплексные огибающие на вьпсоде колебательных контуров- расширителей 14 и 15 в момент времени tj, связаны с комплексными оги- бающими входных: сигналов выражениями.

л олг В,(

..,е- -- e,(t,).j;,,,,

(О

.Я,

,ei,(t,-7M;r

в ,(t)iBjCto) огибающие выходных сигналов колебательных кон- туров-расиирите- лей 14 и 15} )- фазы выходных сигналов колебательных контуров-расширителей 14 и I 5

4,(t

),

%(Ч

to

15

20

Ч, и Ч.,

3.1296960

,А, и А - амплитуды входных радионмпульсных сигналов колебательных контуров- растирителей 14 и 15;

a(t) - коэффициент про извольной амплитудной модуляции входных радиоимпульсных сигналов колебательных контуров- расширителей 14 и 15;

)-uJo - расстройка частоты входного сигнала измерителя относительно резонансной частоты колебательных контуров-расширителей 14 и 15; фазовые сдвиги в трактах измери- 25 тельного и опорного сигналов; начальная фаза гетеродинного сигнала;

временные задержки измеряемого и опорного сигналов;

коэффициенты затухания колебательных контуров- расширителей 14 и 15;

t - момент времени, когда от колебательных контуров- расширителей. 14 и 15 отключаются входные сигналы прерывателями II и 12;

if(t) - фаза произвольной модуляции входных радирим- пульсных сигналов колебательных

30

м

ла

«i,HJ,5

35

40

45

50

контуров-распшри- телей 14 и 15.

Момент времени t выбирается так, чтобы импульсы на входах колебательных коктуров-расргарителей 14 и 15 еще не закончились.

После отключения входных сигналов от колебательных контуров-расширителей 14 и 15, в последних возникают свободные колебания, которые длятся гораздо дольше, чем длительность этих сигналов, так как в мо-- мент времени t существенно увеличивается добротность колебательных контуров-расширителей 14 и 15. Свободные колебания имеют вид затухающих синусоид с начальными фазами. Эти колебания усиливаются и ограничиваются усилителями-ограничителями 7 и 8 и разность фаз колебаний измеряется в цифровой форме фазовым детектором 10

Ф.

/4)-%(tJ

(2)

Выражения (I) позволяют найти эту разность фаз t,

J аШ5;п лвЛ- у( а Г , arcty a

I Q(T)coe 4ujt t «f(T4j,«t V

(xrctg

J(c;sni aujt f(,j)t « dt

-. , . ,-. j-

,

Ja(T)cosUu)(tft,,)

5

0

5

(3)

Аналогично, второго такта измерений, когда пepeклfoчaтeль 17 соединяет выход линии I8 задержки со входом смесителя 1, получим

Ь-г

a(,nt dT

P,.Varct«tr

«l.C.

L(r)co tucJT v()f

О

Л rf t Ja(r)))f at

-Vo-ctss-V

Га((дч)(Т tj,)t о

t

dr

(4)

IP - сдвиг фазы в канале лннии

задержки;

tjj- время задержки сигнала в цепи линии 18 задержки.

В вычислительном блоке 16 находится разность цифровых отсчетов (3) и (4)

.-. .

Ja{t)(r. t,,))

jaa))(i«l,,)l

a(T)smUu)TvV

:v«4k

aa),4u.,,,ni

При вращении испытуемой антенны в пространстве величина Ч,, будет изменяться в зависимости ot угловых координат . и Q . Остальные величины, входящие в формулу (5), практически останутся неизменными, TaKiw образом, предлагаемый измеритель фазовых характеристик антенн позволяет измерить, объемную фазовую диаграмму антенны (постоянная добавка несущественна, так как фазовая диа грамма нормируется путем приравнивания фазы нулю в направлении главного максимума амплитудной (ДН) при подаче на входы измерителя сигнала штатного передатчика (радиоимпульсного сигнала с произвольной модуляцией) , что позволяет расширить функциональные возможности упростить организацию измерения характеристик антенн, избежать применения дополнительной аппаратуры.

Формула изобретения

Измеритель фазовых характеристик антенн, содержасций последовательно соединенные первый смеситель, первый фильтр и первый усилитель, последовательно соединенные второй смеситель, второй фильтр и второй усилитель, а также гетеродин, фазовый детектор и два усилителя-ограничителя, при этом выход первого усилителя ограничителя соединен с первым входом фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью расширения функтшональных возможностей путем измерения характеристик антенн с использованием штатных раРедактор А.Ревин

Составитель М.Катанова Техред А.Кравчук

Заказ 773/47 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и oткpыт rй П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

O

5

96960

диоимпульогых сигналов -с произвольной внутренней модуляцией при работе антенн в составе радиотехнических систем, в него введены первый и г второй прерыватели, блок синхронизации, первый и второй колебательные контуры-расширители с управляемой дае)ротностью, вычислительный блок, переключатель и и вторая линии задержки, при этом выходи гетеродина соединены соответственно с первьми входами первого и второго смесителей, выход первого усилителя через последовательно соединенные первый прерыватель и первый колебательный контур-растиритель с управляемой добротностью соединен с входом первого усилителя-ограничителя, а выход второго усилителя через последовательно соединенные второй прерыватель, второй колебательный контур- расширитель с управляемой( добротностью, второй усилитель-ограничитель соединен с вторым входом фазового детектора, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока,

второй вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации,

второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого и второго прерьюателей, четвертый и пятый - с вторыми входами соответственно первого, и второго колебательных контуров-расширителей с управляемой добротностью, а тестой с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с первой входной клеммой устройства, выход -, с вторым входом первого смесителя, а третий вход - с выходом первой линии задержки, вход которой соединен с второй входной клеммой устройства и через вторую линию задержки - с вторъм входом второго смесителя.

0

5

0

5

0

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в радиотехнических системах для измерения фазовых характеристик антенн. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем измерения характеристик антенн с использо- ваниом в качестве измерительных сигналов штатных радиоимпульсных сигналов с произвольной внутренней. модуляцией при работе антенн в составе радиотехнических систем. Для этого в измеритель, содержа дий смесители 1 и 2, фильтры 3 и 4, усилители 5 и 6, усилители-ограничители 7 и 8, гетеродин 9, фазовьй, детектор 10, дополнительно введены: прерыватели II и 12, блок 13 синхрони- за1Ц1и, первый и второй колебательные контуры-расширители 14 и 15, с. управляемой добротностью, вычислительный блок 16, переключатель 17. и линии задержки 18 и 19. 1 ил. г (/)