Измерительный зонд Советский патент 1988 года по МПК G01R29/10 

IZg3, ,

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано, для антенных измерений.

Целью изобретения является повышение точности и оперативности при измерении ближнего поля испытуемой антенны.

На чертеже изображена конструкция измерительного зонда.

Измерительный зонд содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, широкую 2 и узкую 3 стенки, испытуемую антенну 4, поворотный узел 5, , узел 6 запитки, согласованные СВЧ- нагрузки 7, щели 8.

Измерительньй зонд работает следующим образом.

Оптимальный алгоритм восстановления диаграммы направленности антенны (ДНА) может быть записан как :

(1)

где «1U - матрица-стойка из сигналов

приемных зондов; матрица, обратная матрице

взаимных сопротивлений приемных зондов в безэховой камере;

zj-- матрица взаимных сопротивлений приемных зондов вне безэховой камеры; ff - матрица-столбец из ДН приемных зондов.

При однозондовом методе измерений измерительный зонд занимает п азимутальных положений вокруг испытуемой антенны-4, осуществляя п измерений значений . Для наиболее полного использования волновой информации об испытуемой антенне 4, распространяющейся в полном телесном угле, и, следовательно, повышения точности восстановления ее ДН отрезок ,1 прямоугольного волновода выполнен в вид полуокружности радиуса R, в центре которой расположена испытуемая антенна 4 . СВЧ-сигналы испытуемой антенны принимаются щелями 8, прорезанными в широкой стенке 2 отрезка 1 в М угломестных точках, определяемых числом щелей. При этом для обеспечения синфазного сложения сигналов, проходяш 1х из бесконечности и принимаемых щелями 8, на выходе зонда (точка в) необходимо обеспечить равенство фазовых скоростей распространяющихся электромагнитных волн по пути АН и СВ (см. чертеж), что позволяет определить оптимальную ши- рину А(Х) широкой стенки 2 отреэка 1 прямоугольного волновода из интегрального уравнения вида

Г о 2 с/х.

If

1/ . X ч

-cos(arcsin }, д

где X - проекция текущей координаты

широкой стенки 2 на ось X; R - радиус дуги, по которой загнут отрезок 1.

Решение интегрального уравнения позволяет найти оитг- лальпуг:- форму измерительного зонда из отрезка 1 прямоугольного волновода с нерегулярной широкой стенкой, размер которой определяется из решения интегг рального уравнения и окааывается равным

а(Х) 15 .

где А - рабочая длина волны.

Для создания режима бегущих волн отрезок 1 прямоугольного волновода запитывается узлом 6 запитки, выполненным в виде возбуждающего штыря, установленного в середине широкой стенки волновода, размеры которого обеспечивают распространение основной волны. При этом в торцах отрезка 1 прямоугольного волновода устанавливаются согласованные СВЧ-нагруз Ки 7. Щели 8 для исключения противофазного возбуждения прорезаются по одну сторону от оси симметрично широкой стенки отрезка прямоугольного волновода. Для ортогональной поляризации излучаемого поля щели 8 должны быть прорезаны поперечно на широкой стенке отрезка 1, а оптимальное для измерений ДН расстояние между центрами соседних щелей выбирается равным 1/2.

Измерительный зонд может быть выполнен путем изгиба отрезка 1 прямоугольного волновода по узкой стенке 3. При этом щели 8 должны быть прорезаны в узкой стенке вйлновода 1 и могут быть выполнены аналогично щелям 8, прорезанным в гаирокой стенке 2, т.е. или продольными, или по-- перечными. Для возбуждения поперечны щелей, прорезанных в узкой стенке 3, можно использовать возбуждающие шты

ри, вьтолненные в виде подстроечных винтов, установленных по одну сторону от широкой стороны щелей 8. Из- мерительньй зонд, установленный в одном из п положений, позволяет одновременно производить измерения в М дискретных точках, количество кото- рьпс определяется числом прорезанных щелей в стенке отрезка 1, что повышает оперативность измерений и их jточность, так как измерение производится одновременно и отсутствует сканирование измерительного зонда по поверхности сферы, охватывающей ис- пытуемую антенну 4. При этом реакция измерительного зонда на амплитудно- фазовое распределение поля испытуемо антенны 4 может быть учтена следующим образом.

Предварительно обесточивают испытуемую антенну 4, нагружают ее на согласованную СВЧ-нагрузку и измеряют матрицу ZgjuJ в присутствии обесточенной испытуемой антенны 4. В алгоритме () восстановления ДНА используют вместо Z, матрицу

Гу1 14

1 63k J .

Таким образок, предлагаемый измерительный зонд обеспечивает повышение оперативности и точности измерений вследствие одновременного измерения СВЧ принимаемого сигнала от испытуемой антенны 4 в М дискретных точках, определяемых количеством прорезанных щелей на стенке волновода, . делает его более эффективным при

измерении ближних полей испытуемых антенн.

Формула изобретения

Измерительный зонд, содержащий отрезок прямоугольного волновода, в широкой стенке которого симметрично относительно оси симметрии прорезаны щели, согласованные СВЧ-нагрузки, расположенные в торцах отрезка прямоугольного волновода, узел запитки, располагаемый на оси симметрии отрезка прямоугольного волновода, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения точности и оперативности при измерении ближнего поля испытуемой антенны, отрезок прямоугольного волновода вьтолнен в виде полуокружности радиуса R, центр которой является местом для размещения испытуемой антенны, широкая стенка отрезка прямоугольного волновода, в которой прорезаны щели, обращена внутрь полуокружности, а размер широкой стенки (а) изменяется от его оси симметрии к торцам по закону

35

30

a(X)AR/2.

где А - рабочая длина волны;

X - текущая координата, причем размер широкой стенки а при значении выбирается из условия а(о)7А/2.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности и оперативГ ности при измерении ближнего поля испытуемой антенны. Измерительный зонд содержит отрезок 1 прямоугольного волновода, широкую стенку 2, узкую стенку 3, испытуемую антенну (ИА) 4, поворотный узел 5, узел запитки 6, согласованные СВЧ-нагрузки 7, щели 8. Для наиболее полного использования волновой информации об ИА 4, распространяющейся в полном телесном угле, и, следовательно, повышения точности восстановления ее ДН отрезок 1 выполнен в виде полуокружности радиуса R, в центре которой расположена ИА 4. Данный измерительный зонд обеспечивает повышение оперативности и точности измерений вследствие одновременного измерения СВЧ принимаемого сигнала от ИА 4 в И дискретных точках, определяемых количеством прорезанных щелей на стенке волновода, что делает его более эффективным при измерении ближних полей ИА. 1 ил. с 0