Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки Советский патент 1987 года по МПК G01R29/10 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике и- может быть использовано для определения диаграммы направленности (ДН) отдельного излучателя в составе ФАР,

Цель изобретения - обеспечение измерения ДН излучателя в составе ФАР с оптической запиткой и индивидуальным управлением.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ измерения ДН излучателя в составе ФАР.

Устройство содержит генератор СВЧ 1, измеряемый излучатель с управляемым дискретным фазовращателем 2 в составе ФАР,дискретный управляемый фазовращатель 3 опорного канала,генератор 4 прямоугольных импульсов,блоки 5-7 делителей частоты на п,1 и m соответственно, измерительную антенну 8, вентиль 9, СВЧ-сумматор 10, квадра

А„ К„

a,(t) IZ 1 ,U)coB(a),t +я-,(Ы.) + КГ5) + С„, () (u,t + и,м(о) -н Кг -bsj f: -ьеД f: SiM-2lbt). Д, oj,/27r,

aC- ЛЛГ1

частота сигнала генератора прямоугольных импз льсов 4; коэффициенты передачи 1-го и измеряемого каналов ФАР соответственно; число излучателей в решетке;

расстояние между фазовыми центрами измерительной антенны и излучателями 1-го и измеряемого каналов ФАР соответственно;

коэффициенты, характеризующие ДН 1-го и измеряемого излучателя соответственно в направлении на измерительную антенну;

фазовые сдвиги в каналах 1-го и измеряемого излучаa,(t) (o.t -ь в, I f: J: -. l , d )

,Э,5 Ul,,S 1 J

где D - коэффициент, характеризующий g уровень сигнала, ответвляемого в опорный канал; Qj- угловая частота манипу - подают на квадратичньй детектор 11, ляции,на выходе которого вьщеляется сигнал

С выхода СВЧ-суютатора 10 сигнал a,(t) a,(t) + a(t) (2)

10

541

15

20

39 2 .

тичный детектор 11, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 12, настроенный на частоту (,), измеритель 13 амплитуды уровня измеренного сиг нала, промежуточной частоты (ПЧ) и измеритель 14 разности фаз.

Способ осуществляется следующим образом.

Для измерения ДН сигнал с выхода СВЧ-генератора 1

Ug Qgt,

где соо круговая частота сигнала

генератора СВЧ 1; Ад - амплитуда сигнала генератора СВЧ 1 ,

подают на вход ФАР. В канале измеря- емог.о излучателя сигнал подвергают двойной фазовой манипуляции. На вход измерительной антенны 8 поступает

сигнал вида

1

А„ К„

-,(Ы.) + КГ5) + С„, () (u,t + -ьеД f: SiM-2lbt). Д, oj,/27r,

телей соответственно в направлении на измерительную антенну; - волновое число:

индексы фазовой манипуляции .

40

45

50

Этот сигнал с выхода измерительной антенны поступает на вентиль 9, который используется для снижения переотражений сигнала и далее на первьй вход СВЧ- сумматора 10.

На второй вход СВЧ-сумматора 10 подается сигнал, дважды проманипулиро ванный по фазе с использованием дискретного управляемого фазовращателя 3 опорного канала:

ают на квадратичньй детектор 11, выходе которого вьщеляется сигнал

С выхода СВЧ-суютатора 10 сигнал a,(t) a,(t) + a(t) (2)

3

H-l

1354139

|a,(t)r- ( n I- («6)f (C,,Jc.) | b---f + (DAJ + p

+ 2C,Joi) %--- f:;: , (Л)со5Гс „,,{с. -f Kr ) - Kr

+ 9, Я

Sin

Ul,i,S

к COS

9. I t ,iJn.t. 2вл„11: „5. Slc,,«,

i-t,n . P

,(-)-Kr, .8,|L:Sin.i

I-i l,3,

0000

Sin i Ojt л 4 V sin i ZQit

- + у )

t:- 1

1-1Л5

+ ,,, (y),cos(fH,M(oi) + Kr +0, I

ir1,3,5

4

n

ЧГ

sin 1

- - - -T

2c5,t

00

ЫД5 - V

По виду сигнала (З) на выходе квадратичного детектора I1 можно заметить, что введение дополнительной манипуляции опорного сигнала с частотами F и 2Fj и последующее выделение УПЧ 12 сигнала с частотами (F, s

a.(t) -Р-СИ,М(О)°(.-«. )t - CfH,v() - Kr.

Амплитуда сигнала ) измеряетс ПЧ измерителем 13 уровня, фаза ПЧ - измерителем 14 разности фаз, на второй вход которого подается сигнал с выхода делителя 7 на т, когерентной измеряемому с частотой (F - F )

Таким образом, возможно из общего сигнала решетки выделить сигнал от отдельного излучателя.. Изменяя угол et и сохраняя постоянным г, т.е. двигаясь по сфере, центр которой совпадает с фазовым центром измеряемого излучателя, мокно получить зависи

мости с

ИЭМ

(oi) и q

из«

(об), т.е. амп

ли тудную и фазовую ДН излучателя в составе ФАР с оптической запиткой и индивидуальным управлением фазовра- щателями,

Формула изобретения

Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий возбуждение ис- следуемой фазированной антенной решетки (ФАР) высокочастотным сигналом прием излученного исследуемой ФАР сиг1354139

i

00

i Ojt л 4 V sin i ZQit

- + у )

t:- 1

1-1Л5

4 sin i Q, t . +

in

.i-«-.-i-e4

sin i 2 П jt I 1 (3)

20

U(,3,5

F) позволяет повысить точность измерений за счет снижения влияния фона от остальньгх излучателей ФАР,

УПЧ 12, настроенный на частоту (F, - Fj), вьщеляет сигнал вида

С4)

0

5

в

е

нала в ее ближней зоне на заданной поверхности, формирование опорного сигнала и измерение амплитуды и фазы принятого сигнала, по которым ; определяют диаграмму направленности ; исследуемой ФАР, о тличающий- с я тем, что, с целью обеспечения измерения диаграммы направленности излучателя в составе ФАР с оптической запиткой и индивидуальным управлением, при возбуждении исследуемой ФАР сигнал в канале соответствующего излучателя подвергают двойной фазовой манипуляции с индексами 1Г/2 и lr/4 и частотами F, и 2F, соответст- . венно, опорный сигнал подвергают

двойной фазовой к..нипуляции с индек- сами 1Г /2 и и частотами F и 2F

соответственно, принятый сигнал

складывают с манипулированным опорным сигналом, детектируют, вьщеляют составлющую с частотой F, - F, преобразуют частоту опорного сигнала в частоту F, - FI и определяют амплитуду и фазу принятого сигнала относительно преобразованного сигнала.

Изобретение относится к измерительной технике и обеспечивает измерение ДН излучателя в составе фазированной антенной решетки (ФАР) с оптич. запиткой и индивидуальным управлением. Устр-во, реализующее способ, содержит г-р СВЧ 1, измеряемый излучатель с управляемым дискретным фазовращателем 2 в составе ФАР, дискретный управляемый фазовращатель опорного канала 3, г-р 4 прямоугольных импульсов, блоки 5-7 делителей частоты на п,1,га соответственно, измерительную антенну 8, вентиль 9 СВЧ-сумматор 10, квадратичный детектор 11, УПЧ 12, измеритель 13 амплитуды уровня измерительного сигналу ПЧ, измеритель . 1 4 разности фаз. Гил. с S