Устройство для измерения коэффициента рассеяния антенны Советский патент 1987 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано для автоматизированного измерения коэф- ф 1циента рассеяния антенны в процессе разработки, испытаний, эксплуатации и ре- монта антенн.

Целью изобретения является повышение оперативности измерений путем их автоматизации.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для измере ния коэффициента рассеяния антенны; на фиг. 2 - эпюры напряжения.

Устройство содержит отражатель 1, облучатель 2, иследуе.мую антенну 3, трехпо- зиционный переключатель 4, короткозамыка- тсль 5, согласованную нагрузку 6, отрезок 7 длинной линии, направленный ответви- тель 8, приемник 9, генератор 10 шумового сигнала, модулятор 11, регистратор 12, блок 13 управления, блок 14 запуска, первый 15.1 и второй 15.2 блоки дифференцирования, первый 16.1, второй 16.2 и третий 16.3 элементы задержки, первый 17.1, второй 17.2 и третий 17.3 RS-триггеры, первый 18.1 и второй 18.2 ждущие мультивибраторы, первый 19.1, второй 19.2, третий 19.3 и четвертый 19.4 элементы ИЛИ, шаговый электродвигатель 20, инвертор 21, первый 22.1, второй 22.2, третий 22.3 и четвертый 22.4 электронные ключи, постоянный запоминающий блок 23, аналого-цифровой преобразователь 24, первый 25.1, второй 25.2 и третий 25.3 запоминающие блоки, первый 26.1, второй 26.2 и третий 26.3 блоки вы- читаппя, цифровой делитель 27, блок 28 возведения в квадрат и цифропечатающий блок 29.

Устройство для измерения коэффициента рассеяния антенны работает следующим образом.

В начальный момент трехнозиционпый переключатель 4 находится в положении I и подключает короткозамыкатель 5 к тракту исследуемая антенна 3 - приемник 9. Темб- лер блока 14 запуска блока 13 управления ус танавливается в положение «Вкл.. При этом на вход первого блока 15 дифференцирования поступает напряжение (фиг. 2а, t t., ). С его выхода остроконечный импульс Uj положительной полярности (фиг. 26, t ti) через второй 19.2, третий 19.3 и четвертый 19.4 элементы ИЛИ устанавливает первый, второй и третий RS-триггеры в исходное состояние логического нуля, при котором напряжения на их прямых выходах . При этом первый 22.1, второй 22.2, третий 22.3 и четвертый 22.4 электронные ключи регистратора 12 закрыты, первый 25.1, второй 25.2 и третий 25.3 запоминающие блоки находятся в режиме записи информации, так как напряжение Lit) на выходе третьего элемента 16.3 задержки регистратора 12 равно нулю (фиг. 2и, ,).

5

0

5

0

5

0

0

5

Через время TI, необходимое для перевода первого 17.1, второго 17.2 и третьего 17.3 RS-триггеров в исходное состояние логического «О, остроконечный импульс U.3 положительной полярности с выхода первого элемента 16.1 задержки (фиг. 2в, ) переводит первый RS-триггер 17.1 в состояние логической «1. На его прямом выходе устанавливается напряжение (фиг. 2г, ), которое запускает первый ждущий мультивибратор 18.1 и открывает второй электронный ключ 22.2 регистратора 12. Шумовой сигнал генератора 10, нромо- дулированный модулятором II, поступает в первое плечо направленного ответвителя 8, оттуда - в отрезок 7 длинной линии и через трехпозиционный перек-лючатель 4 на короткозамыкатель 5.

Отраженный сигнал, проходя по тем же самым элементам тракта исследуемая антенна 3 - приемник 9, поступает во второе плечо направленного ответвителя 8 и далее на вход приемника 9. Выходной сигнал приемника 9 преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 24 регистратора 12 и в виде числа iii через открытый второй электронный ключ 22.2 поступает на вход первого запоминающего блока 25.1, в котором осуществляется запоминание полученной информации.

Через время Т2, необходимое для запоминания информации в первом запоминающем блоке 25.1, первый ждущий мультивибратор 18.1 возвращается в исходное состояние и на его выходе вырабатывается остроконечный импульс Us положительной полярности (фиг. 2д, ), который через второй элемент ИЛИ 19.2 возвращает первый RS-триггер 17.1 в состояние логического «О, при этом второй электронный ключ 22.2 регистратора 12 закрывается. Этим же импульсом Us второй RS-триггер 17.2 переводит., ся в состояние логической «1, и на его прямом выходе устанавливается напряжение (фиг. 2е, ), которое открывает третий электронный ключ 22.3 регистратора 12. Это же- напряжение Ue О с пря.мого выхода второго RS-триггера 17.2 через первый элемент ИЛИ 19.1 поступает на шаговый электродвигатель 20, который переводит трехпозиционный переключатель 4 в положение II. При этом к тракту исследуемая антенна 3 - приемник 9 подключается согласованная нагрузка 6.

Сигнал с выхода приемника 9 преобразуется в аналого-цифрово.м преобразователем 24 регистратора 12 и в виде числа п через открытый третий электронный ключ 22.3 поступает во второй запо.минающий блок 25.2.

Через время тз, необходимое для запоминания информации во втором запоминающем блоке 25.2; второй ждущий мультивибратор 18.2 возвращается в исходное состояние и на его выходе вырабатывается остроконечный импульс U положительной полярности (фиг. 2ж, ), который через третий элемент ИЛИ 19.3 возвращает второй RS-триггер 17.2 в состояние логического «О, при этом третий электронный ключ 22.3 регистратора 12 закрывается. Этим же импульсом и третий RS-триггер 17.3 переводится в состояние логической «1 и на его прямом выходе устанавливается напряжение (фиг. 2з, ), которое открывает четверпри этом напряжение U, на его выходе становится равным нулю (фиг. 2а, ). Остроконечный импульс U2 отрицательной полярности (фиг. 26, ) с выхода первого блока 15.1 дифференцирования через инвертор 21 и четвертый элемент ИЛИ 19.4 возвращает третий RS-триггер 17.3 в состояние логического «О. Напряжение Ug на его прямом выходе становится равным нулю (фиг. 2з, ), четвертый электронный ключ

тый электронный ключ 22.4 регистратора 12. Ю 22.4 закрывается, а остроконечный импульс Режим калибровки устройства измере- Ь ю отрицательной полярности (фиг. 2к, ния коэффициента рассеяния антенны ) с выхода второго блока 15.2 дифференцирования переводит первый 26.1 и тре15

20

этом заканчивается и начинается режим измерения. Это же напряжение с прямого выхода третьего RS-триггера 17.3 через первый элемент ИЛИ 19.1 поступает на щаго- вый электродвигатель 20, который переводит трехлозиционный переключатель 4 в положение III. При этом к тракту исследуемая антенна 3 - приемник 9 подключается облучатель 2.

Шумовой сигнал излучается исследуемой антенной 3 и, отражаясь от элементов конструкции исследуемой антенны 3, возвращается обратно, после чего через направленный ответвитель 8 поступает в пpиe ник 9. Сигнал с выхода приемника 9 преоб- 5 разуется в аналого-цифровом преобразователе 24 регистратора 12 и в виде числа Пз поступает через открытый четвертый электронный ключ 22.4 на вход третьего запоминающего блока 25.3.

Через время Т4, необходимое для запоминания информации в третьем запоминающем блоке 25.3, на выходе третьего элемента 16.3 задержки появляется напряжение (фиг. 2и, ), которое перетий 26.3 блоки вычитания в режим вычисления. При этом на их выходах образуются разности чисел п:-П2 и П4-пз соответственно, которые поступают на входы цифрового делителя 27.

Через время TS, необходимое для вычисления в первом 26.1 и третьем 26.3 блоках вычитания соответствующих разностей, на первом выходе второго элемента 16.2 задержки появляется остроконечный импульс отрицательной полярности Uii (фиг. 2л, ), который переводит цифровой делитель 27 в режим вычисления. При этом на его выходе

образуется частное (), которое

Jtlrij

поступает на вход блока 28 возведения в квадрат.

Через время те, необходимое для сраба- 3Q тывания цифрового делителя 27, на втором выходе второго элемента 16.2 задержки появляется остроконечный импульс отрицательной полярности Ui2 (фиг. 2м, ), который переводит блок 28 возведения в квадрат в режим вычисления. При этом на его водит первый 25.1, второй 25.2 и третий ,„,-,,

25.3 запоминающие блоки в режим считы- выходе образуется число (j,--)-, кования информации и открывает первый элект- поступает на первый вход (вычитае- ронныи ключ 22.1.

45

На расстоянии R от исследуемой антенны 3

л

где Рд - максимальный размер исследуемой

антенны /3;

d - максимальный размер отражателя 1-, К - рабочая длина волны, перпендикулярно к оси исследуемой антенны 3 устанавливается отражатель 1. Шумовой сигнал излучается исследуемой антенной 3 и, отражаясь от отражателя 1, размещенного перед исследуемой антенной 3, возвращается обратно, после чего через направленный ответвитель 8 поступает в приемник 9. Сигнал с его выхода преобразуется в аналого-цифровом преобразователе 24 регистратора 12 и в виде числа П4 поступает через открытый первый электронный ключ 22.1 на второй вход (уменьщаемого) j третьего блока вычитания 26.3.

Темблер блока 14 запуска блока 13 управления переводится в положение «Выкл,

мого) второго блока 26.2 вычитания, на второй вход (уменьщаемого) которого поступает единица с выхода постоянного запоминающего блока 23.

Через время тт, необходимое для срабатывания блока 28 возведения в квадрат, на третьем выходе второго элемента 16.2 задержки появляется остроконечный импульс отрицательной полярности Ui3 (фиг. 2н, ), который переводит второй блок 26.2 вычитания в режим вычисления. При этом на его выходе образуется числор

50

1 - ( П4-Пз

равное коэффициенту рассеяния исследуемой антенны 3, которое регистрируется цифро- печатающим блоком 29.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента рассеяния антенны, содержащее отражапри этом напряжение U, на его выходе становится равным нулю (фиг. 2а, ). Остроконечный импульс U2 отрицательной полярности (фиг. 26, ) с выхода первого блока 15.1 дифференцирования через инвертор 21 и четвертый элемент ИЛИ 19.4 возвращает третий RS-триггер 17.3 в состояние логического «О. Напряжение Ug на его прямом выходе становится равным нулю (фиг. 2з, ), четвертый электронный ключ

22.4 закрывается, а остроконечный импульс Ь ю отрицательной полярности (фиг. 2к, ) с выхода второго блока 15.2 дифференцирования переводит первый 26.1 и тре

тий 26.3 блоки вычитания в режим вычисления. При этом на их выходах образуются разности чисел п:-П2 и П4-пз соответственно, которые поступают на входы цифрового делителя 27.

Через время TS, необходимое для вычисления в первом 26.1 и третьем 26.3 блоках вычитания соответствующих разностей, на первом выходе второго элемента 16.2 задержки появляется остроконечный импульс отрицательной полярности Uii (фиг. 2л, ), который переводит цифровой делитель 27 в режим вычисления. При этом на его выходе

образуется частное (), которое

Jtlrij

выходе образуется число (j,--)-, ко поступает на первый вход (вычитае-

мого) второго блока 26.2 вычитания, на второй вход (уменьщаемого) которого поступает единица с выхода постоянного запоминающего блока 23.

Через время тт, необходимое для срабатывания блока 28 возведения в квадрат, на третьем выходе второго элемента 16.2 задержки появляется остроконечный импульс отрицательной полярности Ui3 (фиг. 2н, ), который переводит второй блок 26.2 вычитания в режим вычисления. При этом на его выходе образуется числор

j

50

1 - ( П4-Пз

равное коэффициенту рассеяния исследуемой антенны 3, которое регистрируется цифро- печатающим блоком 29.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента рассеяния антенны, содержащее отража1357879

тель, размещенный перед исс;1едуемон антенной, нриемник, подключенный к пнформацион ному входу регистратора, последовательно соедпненные трехпозиционный нереклю- чатель, отрезок длинной линии и направленный ответвитель, выход основного нлеча которого соединен с входом приемника, а к его вторичному нлечу нодк;|ючен тенера- тор шумоЕЮго сигнала, управляющий вход которого соединен с выходом модулятора, при этом oдиIi из выходов трехпозицион- него переключателя является входом для подключения исследуемой антенны, второй нагружен на согласованную нагрузку, а к третьему подключен короткозамыкатель, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности измерений путем их автоматизации, введен блок управления, содержащий последовательно соединенные блок запуска, нервый блок дифференцирования, первый элемент задержки, первый F S-триггер, первый мультивибратор, второй RS-триггер, второй ждушнй мультивибратор, третий RS-триггер, первый элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к прямому выходу второго RS-трпггера, и шаговый электродвигатель, вал которого механически соединен с осью трехпозиционного переклю- чателя, второй элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого жду- пи;го мультивибратора, а выход --к R-входу первого RS-триггера, третий элемент ИЛИ, порвый вход Ktri oporo соединен с выходом второго ждущего мультивибратора, а выход с R-входом второго RS-триггера, последовательно соединенные инвертор и четвертый элемент ИЛИ, выход которого подключен к R-входу третьего RS-триггера, при этом вход инвертора и вторые входы второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ объединены и иодключепы к выходу первого б. Юка ди(|эфере||цирования, при этом выходы первого, второго и третьего RS-тригтеров яв .чяются соответственпо первым, вторым и третьим выходами блока управ;1е11ия.

2. Устройство но п. , отличающееся тем, что регистратор содержит последовательно

5

0 0 5

6

соединенные второй блок дифференцирования и второй элемент задержки, последовательно соединенные третий элемент задержки и первый электронный ключ, постоянный запоминающий блок, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, вход которого является информационным входом регистратора, второй электронный ключ, нервый запоминающий блок, первый блок вычитания, цифровой делитель, блок возведения в квадрат, второй блок вычитания, второй информационный вход которого подключен к выходу постоянного запоминаюп1его блока, и цифропеча- тающий блок, последовательно соединенные третий электронный клвэч и второй зано- минающий блок, выход которого подключен к второму информационному входу первого блока вычитания, последовательно соединенные четвертый электро 1ный ключ, третий запоминающий блок и третий блок вычитания, второй информациС Нный вход которого подключен к выходу первого электронного ключа, управляющий вход объединен с унравляющим входом первого блока вычитания и подключен к выходу второго блока дифференцирования, выход третьего блока вычитания подключен к второму информационному входу цифрового делителя, при этом информационные входы первого, второго, третьего и четвертого электронных ключей объединены, управляющие входы первого, второго и третьею, запоминающих блоков обт единены и подключены к выходу третьего элемента задержки, входы второго блока д,ифференцирования, третьего элемента задержки и управляющий вход четвертого электронного ключа объединены и яв- ляютея третьим входом ре;-истратора, управляющие входы второго -1 третьего электронных ключей являются соответственно нер- вым и вторым входами регистратора, управляющие входы цифрового делителя, блока возведения в квадрат и второго блока вычитания подк;1Ючепы к первому, второму и третьему выходам второго элемента задержки соответственно.

Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретения - повыи ение оперативности измерений путем их автоматизации. Устр-во содержит отражатель 1, облучатель 2, исследуемую антенну 3, тре.хнозиционный нереключатель 4, короткозамыка- тель 5, согласованную нагрузку 6, отрезок 7 длинной линии, направленный ответвитель 8, приемник 9, г-р 10 uiyMOBoro сигнала, модулятор 11, регистратор 12 и блок управления (БУ) 13. Цель достигается введением и выполнением БУ 13, управляющий сигнал которого последовательно переводит трехпозиционный переключатель 4 в положение, при котором к тракту исследуемая антенна 3 - нриемннк 9 подключаются соответственно короткозамыкатель 5, нагрузка 6 или облучатель 2. Устр-во по н. 2 ф-лы отличается выполнением регистратора 12. Даны примеры выполнения регистратора 12 и БУ 13. 1 З.П.. ф-лы, 2 ил. € (Л оо ел 00 со