Устройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля антенны Советский патент 1987 года по МПК G01R29/08 

t

Изобретение относится к радиотехнике,, в частности к технике антенных измерений.

Цель изобретения - повып:{ение то нести.

На фр1г „ 1 приведена структурная эпектр1-гческая блок-схема устройства для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля .ira&u на фиг, 2 - рассеивающие решетки и расположение вибраторов в них,

Устройство содержит СВЧ-генера- тор 1 э испытуему о антенну 2,, первую 3 и вторую 4 решетки рассеивающих вибраторов с управляемьми нагрузками, электронный коммутатор 5; генератор 6 управляющего напряжения., приеынута -антенну 7 ., приемник 8 , блок 9 селективных каскадов.) индикатор 0} блок 11 у11равлени51 параметрами СВЧ сигнала (амплитудой и фазой 5 блок 12 управления параметрами низкочастотного сигнала, решетки 3 и 4 состоят из рассеивающих вибраторов 13 и 4 с управляемыми нагрузками.

Устройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля антенн работает следующим образом.

Пусть необходимо провести регист рацию поля испытуемой антенны 2 в области ХОУ Комлексная амплитуда этого поля в области регистрации

Е

(х;,у) и(х,у)ехр jif (x,y)J

С этой целью в области регистрации размещают решетку 3 из рассеивающих вибраторов I3 с управляемыми нагрузка1 ш.

Число рассеивающих вибраторов 13 с управляемыми нагрузками в решетке 3 равно N п-т.Для получения максимального рассеянного сигнала рассеивающие вибраторы 13 решетки 3 ориентируют вдоль вектора напряженное™ J4i электрической компокенты поля Е (хду). Для лучшей селекции сигнала рассеянного i j - рассеивающим внбратором, его модулируют изменением сопротивления управляемой нагрузки например, полупроводникового диода или pin-структуры по пер1юд;яческому закону подачей управляющего напряжения ст ге.нератора 6. Для получения информации о пространственной структуре антенного поля используют

986942

электрическое сканирование области регистрации. Оно осуществляется путем подачи управляющего напряжения от генератора 6 по определенному за5 кону на рассеивающие вибраторы 13 решетки 3 с помощью электронного коммутатора 5, Рассеянньй и промодули- рованный i j-вибратором сигнал принимается приемной антенной 7 и подает -} ся на вход приемника 8. После обработки принятого сигнала (усиление, детектирование) вьщеляют низкочастотное колебание, имеющее частоту модуляции или ее гармонтгж, с блока 9 се 5 лективных каскадов. Вьщеленное колебание несет информацию об амплитудном и фазовом, распределении анализируемого поля и имеет вид

2« EJ3 CU(x,y)exp|J (| (xjy) cosnt,

где С - постоянная;, зависящая от отражающих свойств зонда, коэффициента усиления приемника и других факторов; Л - частота модуляции рассеянного

сигнала - частота генератора 6.

Вьщеленное низкочастотное напряжение непосредственно или после дополнительной обработки, например синхронного детектирования, подается

на индикатор 0, развертка которого скшсронизярована с заботой электронного коммутатора 5, При синхронном детектировании в качестве опорного колебания используется напряжение

15 генератора 6, Для регулирования амплитуды и фазы опорного колебания слугкит блок 12.

На вход приемной антенны .7 j кроме модулированного и рассеянного

0 рассеивающим вибратором 3 сигнала, поступает излучение Еф U expCjCf,), рассеянное всеми неуправляемыми в , данный момент времени рассеивакнцимн вибраторами 3. Таких рассеивающих

45 вибраторов (N-1) и фоновое излучениеs фармируемое Имм, при большом N значительно,

1

Это же излучение воздействует на Q ВХОД испытуемой антенны 2. Суперпозиция фонового излучения с полем испытуемой антенны 2 .приводит к тому, что в ее раскрыве устанавливается .режим стоячих йолн, т.е. к искажению t поля в раскрыве испытуемой антенны

2 Это ведет к изменению пространственного распределения поля в области регистрации ХОУ и к изменению параметров испытуемой антенны 2.

В предлагаемом устройстве недос- татки известных устройств устраняются поляризационной развязкой информативного Ej и фонового Еф сигналов с полем излучения испытуемой антенны Е . Достигается это тем, что параллельно первой решетке 3 дополнительно введена вторая решетка 4, рассеивающие вибраторы 14 которой расположены на расстояние А /4 от соответствующих рассеивающих вибраторов 14 ij первой решетки 3 и ориентированы ортогонально к ним. Нагрузки рассеивающих вибраторов 13 и 14 ij и (ij) соединены между собой, т.е. питаются синфазно сигналом генератора 6. Рассеянный и промодулирован- ный рассеивающими вибраторами 13 и 14 сигнал EJJ поляризован ортогонально вектору анализируемого поля Е. Если на рассеивающие вибраторы 13 и 14 не подается управляющее напряжение, то рассеянные немодулированные сигналы Е

Pi

также поляризованы

ортогонально падающему полю Е.

Составляющая Е, , параллельная рассвивающему вибратору 13 первой регаетки 3, модулируется и рассеивается им с той же поляризацией, если на нагрузку рассеивающего вибратора

13 - полупроводниковый диод, подано управляющее напряжение от генератора 6. Если нагрузка рассеивающего вибратора 13 ij не измeняeJГcя, то рассеянная им составляннцая Е, немодулирована. Составляющая Е модулируется и рассеивается рассеивающим вибратором 14 (ij) решетки 4, причем поляризация рассеянногд сигнала сов- падает с поляризацией Е. Однако в месте расположения рассеивающего виб- ратора 13 ij и во всех точках в направлении оси-, Z - перпендикулярна.

восстановленного к центрам рассеиваю- 45 входа испытуемой антенны, пер. вую решетку рассеивающих вибраторов, управляемые нагрузки которых соединещих вибраторов 13 и 14 ij и (ij) , рассеянный рассеивающим вибратором 14 (ij) сигнал отстает по фазе от ригнала Е, рассеивающего вибратора . 13 ijjT.e. ориентирован антипараллель- Q но вектору Е. Запаздывание этого

сигнала

(,)

на 180 относительно

ны с выходом генератора управляющего напряжения через электронный коммутатор, и последовательно соединенные приемную антенну, приемник и блок . селективных каскадов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введена вторая решетка рассеивающих вибраторов, установленная параллельно первой решетки рассеивающих вибраторов, на расстоянии от нее, равном четверти длины волны, причем вибраторы второй решетки

Е,, обусловлено смещением рассеивающего вибратора 14 (ij) на Л/4 относительно рассеивающего вибратора 13. Сигналы Е, и Ej оказываются промодулированы по одному и тому же закону при синфазном изменении нагрузок и в сумме образуют вектор

Е, + Е , )нальный вектору падающего поля Е. Если рассеивающие вибраторы 13 и 14 запитьшаются не- синфазно, то модулированный отражен- 5 ньй сигнал не. ортогонален вектору падающего поля. Направление вектора отраженного модулированного сигнала меняется с частотой управляющего сигнала. При поочередной подаче уп- fO равляющего напряжения от генератора 6 на скрещенные рассеивающие вибраторы 13, и 14 ij и (ij) с помощью коммутатора 5 происходит модуляция рассеянного сигнала Ejj. в различ- 15 ных точках области анализа ХОУ.

Одновременно происходит преобразование фонового излучения - поля, рассеянного неуправляемыми рассеивающими вибраторами 13 и 14 ij и 0 (ij) в рассеянные сигналы поляризация которых также ортогональна поляризации падгиощего поля, Сигналы Еф. , рассеянные всеми неуправоляемыми

5

рассеивающими вибраторами 13 и 14, образуют суммарное фоновое излучение которое такж поляризо- Сигналы

вано ортогонально полю Е

EJJ. и Еф воздействуют на вход при- емкой антенны 7, возбуждают ее, так как поляризация этих сигналов ортогональна поляризации испытуемой антенны 2, сигналы Ejj. и Е„, не возбуждают испытуемзгю антенну 2, а следовательно, не искажает пространственного распределения поля излучения в раскрыве этой антенны.

Формула изобретения

Уст ройство для регистрации пространственного распределения электромагнитного поля антенны, содержащее генератор СВЧ-колебаний, выход которого является выходом для подсоедине

ны с выходом генератора управляющего напряжения через электронный коммутатор, и последовательно соединенные приемную антенну, приемник и блок . селективных каскадов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введена вторая решетка рассеивающих вибраторов, установленная параллельно первой решетки рассеивающих вибраторов, на расстоянии от нее, равном четверти длины волны, причем вибраторы второй решетки

рассеивающих вибраторов установлены перпендикулярно вибраторам первой решетки рассеивающих вибраторов, управляемые нагрузки ближайших рассеивающих вибраторов первой и второй решеток соединены между собой, при

этом вибраторы решеток рассеивающих вибраторов установлены под углом 45 к поляризации испытуемой антенны, а поляризация приемной антенны ортогональна поляризации испытуемой антенны.

т/ Щ/I t

Составитель В.Рабинович Редактор Н.Бобкова Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

Заказ 885/48 Тираж 731 . Подписное ВНИИПИ 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

VLLZ. 2

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повьше- ние точности. Устр-во содержит СВЧ г-р 1, испытуемую антенну (НА) 2, решетки 3 и 4 рассеивакицих вибрато- гов с управляемыми нагрузками, электронный коммутатор 5, г-р 6 управляющего напряжения, приемную aHteHHy (ПА) 7, приемник 8, блок 9 селективных каскадов, индикатор 10, блок II управления параметрами СВЧ-сигнала, блок 12 управления НЧ-сигналом. Решетка 4 установлена параллельно решетке 3 на расстоянии, равном 1/4 Л . Вибраторы решетки 4 установлены перпендикулярно вибраторам решетки 3. Управляемые нагрузки ближайших вибраторов решеток 3 и 4 соединены. Вибраторы установлены под углом 45 к поляризации ИА 2. Поляризация ПА 7 ортогональна поляризации ИА 2. 2 ил. о (Л С 00