Способ измерения энергетических параметров апертурных антенн Советский патент 1987 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к разделу антенной техники.

Целью,изобретения является повышение точности измерений коэффициента использования апертуры иопределения степени согласования антенны с нагрузкой.

Способ измерения энергетических параметров апертурных антенн реализуется следующим образом.

Измеряют значения эффективной поверхности обратного рассеяния (ЭПОР) антенны при подключении короткозамы- кающего поршня (5д , и при подключении

ЭПО Р

А

.к. также измеряют

нагрузки ij

эталонной проводящей пластины б.к.с вписанной в апертуру антенны, а коэф фициент использования апертуры антенны -Зд и коэффициент , характеризующий степень согласования антенны с нагрузкой, определяют по формулам

:,.iJl5:.

: 2N СГ„,.с

4 f-«Ч ,- «

Ьлл.у

Рг

Известно, что значения эффективной поверхности обратного рассеяния (ЭПОР) эталонной проводящей пластины при нормальном ее облучении определяя

«

зависимостью

41FAjA л2 - - пл

S

X

Алл S

478

-Л

соответственно эффективная и геометрическая поверхности пластины; длина волны;

.

коэффициент использования апертуры эталонной проводя-- щей пластины, значение которого может быть принято равным единице ( - 1). Следовательно,

Гл S

-:.

АС

4ГА л2 -JTS

W

В соответствии с принципом взаимности аналогичной зависимостью определяется ЭПОР согласованной с нагрузкой антенны

А - эффективная поверхность антенны;

коэффициент использования ее апертуры.

А

Измерив ЭПОР эталонной проводящей пластины, согласованной с нагрузкой из соотношения

может быть рассчитан коэффициент использования апертуры антенны, а также ее эффективная поверхность

А ;i,,.s

..riSr.

1 Gn.«.c

D

и коэффициент направленного действия

47 . I ( 47S -5 А -V -- ---j. . п .с Л

В соответствии с эквивалентной схемой приемной антенны ее ЭПОР при формальном облучении апертуры определяется зависимостью

41ГА ., -.г 4TS ;

Коэффициентов i оценивается излучающая способность антенны. Очевидно,что отношением ЭПОР антенны и эталона оп- .ределяется произведение

г

(nft.c Следовательно,

Э Г VA

/.

(гС.

и 5

1 GA

Gn.

40

35

Значение коэффициента в зависимости от режима антенны изменяется весьма широких пределах от fb 13.

в 0

2)1 равного нулю, в режиме холостого хода,

до З Ргк. 4, равного четырем в режиме короткого замыкания, так что -(г- Р работе антенны в строго согласованном режиме значение данного коэффициента равно единице, так что

с G A.K.J 4lfS

4;} iiis:

ft 2

Р.

46,

Ac

И квазисогласованном

С« Ь(Гдс

д А г

с ЭПОР свободной проводящей пластины, писывающейся в апертуру антенны,

г - S nve

От фидерного тракта, предварительно согласованного с нагрузкой антенны, отсоединяется нагрузочная секция.

взамен ее подключается секция с перемещающимся вдоль секции замыкающим поршнем. По мере перемещения поршня ЭПОР антенны изменяется от нулевого значения, когда реализуется режим холостого хода, до максимального значения, когда реализуется режим короткого замыкания. В режиме короткого замыкания (Pj.j,.° измеряется ЭПОР

д. , и по измеренному ЭПОР зталонной пластины G,

антенны б

нию формуле

п.с

значе- по

рассчитывается коэффициент использования апертуры антенны. Затем секция с замыкающим поршнем отсоединяется, к фидеру подключается нагрузочная секция, измеряется ЭПОР квазисогласованной антенны и по формуле

Р- 1

вычисляется значение коэффициента /i..

Степень согласования антенны с нагрузкой определяется значением коэффициента Ij.. При достаточно хорошем согласовании антенны с нагрузкой значение данного коэффициента близко к единице. Отличие значения коэффициента Bg от единицы свидетельствует о рассогласовании приемного антенно-фи- дерного тракта. При этом чем больше значение отличается от единицы, тем заметнее рассогласован фидерный тракт,

Короткозамкнутый режим при опреде20

25

Следовательно, йрименительно к рупорным антеннам, удовлетворяющим отмеченным требованиям, практическая реализация данного способа не требуе в процессе проведения измерений никаких замен в фидерном тракте и настрой ки секции с короткозамыкающим поршнем При этом подлежащие определению параметры рупорных антенн рассчитываются по формулам

ОА

1 I плл.у п (

s: г IJnA.C I с

ПА.КЛ

30

35

Формула изобретения

Способ измерения энергетических параметров апертурных антенн, заключающийся в измерении значений эффективной поверхности обратного рассеяния антенны и вписывающейся в ее апертуру эталонной проводящей пластины (5„

пл.с отличающийся тем, что, с целью повышения точности

лении энергетических параметров пира- измерений коэффициента Использования

и определения

мидальных и конических рупорных антенн, в раструбе которых отсутствуют формирующие их диаграммы направленности элементы, например фазирующие линзы или ребристые структуры, целесообразно осуществлять с целью упрощения процесса измерений путем установки эталонной пластины непосредственно в раскрыв рупора.

Пластина, установленная в раскрыве рупора, имеет совершенно иные характеристики нежели свободная пластина. Если ток проводимости, возбуждаемый в свободной пластине, имеет равномерное

45

50

апертуры и определения степени согласования антенны с нагрузкой, измеряют значения эффективной поверхности обратного рассеяния антенны при подключении короткозамыкающего поршня А.к-г дополиительно при подключении нагрузки - ff, а коэффициент использования апертуры антенны и коэффициент характеризующий степеиь согласования антенны с нагрузкой, определяют по формулам 1 |СГ.

лх

30914

амплитудно-фазовое распределение и обтекает пластину с двух сторон, то ток, возбуждаемый в установленной в раскрыве рупора пластине, имеет неравномерное амплитудно-фазовое рас пределение, аналогичное распред1еление

5

0

5

тока смещения на апертуре рупора, обтекая пластину только с одной освещенной стороны. Установленная в рас- крьте рупора пластина находится в ко- роткозамкнутом состоянии, так чтобы в полном соответствии с принципом двойственности можно было принять

г - г - л лг

- nA.K.J A.lfji А -Д

Следовательно, йрименительно к рупорным антеннам, удовлетворяющим отмеченным требованиям, практическая реализация данного способа не требует в процессе проведения измерений никаких замен в фидерном тракте и настройки секции с короткозамыкающим поршнем. При этом подлежащие определению параметры рупорных антенн рассчитываются по формулам

ОА

1 I плл.у п (

s: г IJnA.C I с

ПА.КЛ

30

35

Формула изобретения

Способ измерения энергетических параметров апертурных антенн, заключающийся в измерении значений эффективной поверхности обратного рассеяния антенны и вписывающейся в ее апертуру эталонной проводящей пластины (5„

пл.с отличающийся тем, что, с целью повышения точности

и определения

апертуры и определения степени согласования антенны с нагрузкой, измеряют значения эффективной поверхности обратного рассеяния антенны при подключении короткозамыкающего поршня А.к-г дополиительно при подключении нагрузки - ff, а коэффициент использования апертуры антенны и коэффициент характеризующий степеиь согласования антенны с нагрузкой, определяют по формулам 1 |СГ.

лх

ВНИИПИ Заказ 6400/35 Тираж 730.

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Прбектная, 4

Подписное

Изобретение обеспечивает повышение точности измерений коэф. использования апертуры и определение степени согласования антенны с нагрузкой Способ заключается в том, что измеряют значение эффективной поверхности обратного рассеяния (ЭПОР) антенны при подключении короткозамыкающего поршня (б д ц ) и при подключении нагрузки (), а также измеряют ЭПОГ эталонной проводящей пластины (бп,.с), вписанной в апертуру антенны. Коэф. использования апертуры антенны опре- деляется по формуле .к. .с/, - а коэф., характеризуюгщй степень согласования антенны с нагрузкой, определяется по формуле jb 4 (.к. со 05 со