Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны Советский патент 1988 года по МПК G01R29/10 

On,

СО CD 00 СП

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

Целью изобретения нв;:яется обеспечение возм ож ности из м е ре II и я а м ил и т уд н о - фа зо во - г о расиределиге.чя ноля одновременно на двух 11о.тяризациях.

На фиг. 1 ириведена ст)укту|М1ая электрическая блок-схема устройства для изме- реиия амилитудн()-||1азового расиределения (АФР) ИО.ТЯ антенны; на фи1 2 конструкция зондоыно б.юка; на (|)иг. } вид Л иа фи1 . 2; иа (|)И. 4 вид Б иа 1()иг. 2; на фиг. Г) корпус; на i()nr. В правая и .левая нро(|)и, 1ьи1)1е всгавки; иа (})И1 . 7 крыт ка.

VcTpoiiciBo д. 1я и;),ме|)ения .ЛФР поля аи- теииы (фиг. 1) содержит блок ГЛ Ч-колеба- ни11, СОСТОЯП1ИЙ л 1к.1следонате. 1ьно соединенных г ене)ато)а 1 опорных сигна.к.ш, синхронизатора 2 и синхронизируемого генератора i i, 11ерв1 1Й и вто)ой делите. 1и 4 (ВЧ- сигнала, иесле.ауемун) антенну 5. зондовый б.лок, содержании зонд в, зонд 7. поворотную часть S зондово1() блока, псхляризацион- iiiiiii Раздели гел 9, подвижные (|1идерные тракгы 10 и 11, первый и BTOpoii амн.чифа- 30Mer|)iii 12 и 13, б;1ок управления, в состав кото|)О() входи г .линейно-коордииатное устройство (ЛКУ) 14, блок 15 уираЕзлеиия двигателем, ана,лог о-циф)р()вой и реоб разов алел ь 16, н1а() :1.1ек I р1)дви1 атель 17, интер ({)ейс 18 с ЭВМ 19, б,лок 20 ре1Л1Страции и б.лок 21 ввода-вывода информации.

Зондовый б.лок (ijiHr. 2) соде1)жиг зонды 22, 23 с ()рго ональными .лииеГ1ны.ми но.ля- ризаниями, Н1,1по.лнеии1яе в виде оргогональ- ных нге.лей, фланец 24, корпус 25, .левую профильную вставку 26, .накладку 27, флаиеи, 28, насадку 29 из но1 лон1аюи1его материала, новоротную часть 30 с уирав.ляюииш вхо дом, выио.лиенную ни.лиидрической формы, дроссе.льнук) канавку 31, перемычку 32, правую н)офи.лы1ую всгавку 33, нервую вол- иоведуигук) линию 34, выходиог вал с 1иес- теренкой 35, редуктор 36, И1аговый э.1ект|)о- дви1ате.ль 37, крын1ку 38, вторую волнове- душую .линню 39, волноводн1 |й кана.л 40 квадратного поперечного сечения, поляризационный разде.литель (IIP), вынолнеиный П-образной (ормы и с()держа1иий корнус 25, к внутренним боковым стенкам которого прикреплены всгавки 26 и 33, а снизу - крьинка 38, содержан1ая с одного конца вырез, а с другого выстун клинообразной формы, В1)1резы совместно с вставками 26 и 33 формируй три волноведущих .линии две 34 и 39 с прямоуго.льным но11е)ечным сечеиие.м, а третью в виде нлавного перехода с Т-образны.м ноперечнь1м сечением, соединяюпгую во.лноведущие .линии 34 и 39 и волиоводный каиа.л 40.

Зоиды 22 11 23 ицмевого типа выно.лнешл в накладке, к()то|)ая жестко креннтся, на0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

н|)име1), винтами к корпусу поворотной части 30. На корпусе новоротной части 30 за- крен.лена насадка 29 из ноглон1аю1цего материала и вынолнеиа дроссельная канавка 31 с подсадочным гнездом для фланца 28 ноляризациоиного разделителя. Корпус 25 закреплен на флаице 28 с во:шожностью иридания ему врап1ате. 1ьпс)го движения, при этом осевой люфт устанавливается накладкой 27, крепящейся к корпусу 25. Фланец 28 жестко соединен с корпусом 25 поляризационного разделителя. К корпусу 25 также жестко, например с помогцью винтов, нри- с 1единяются к боковым (внутренним) стенкам профильные вставки левая 26 и правая .33, а снизу - KpiiiHiKa 38, содержац;ая с одного конца вырез, а с другого выетуц к.л11Н()()бразной форм1 1. Изоляция волнове- душих линий 34 и 39 осуществляется цере- мычкой 32, которая кренится к вставкам 26 и 33. К крьинке 38 крепится шаговый дв1Н атель 37, который через редуктор 36 и выходной вал с шестеренкой 35 соединен с накладкой 27, имеющей на внепшей стороне еоответствующие 3y6iUii. К фланцу 24 подсоединяются подвижные е зидерные тракты И) и II (не показано). Накладка может содержать два или четыре щелевых зонда 22 и 23, смещенные относительно оси еолновод- ного канала 40 на величину d/2, где d - Hiar дискретного перемещения зондового блока с нодвижными фидерными трактами. Нри иенользовании четырех зондов возможна электрическая коммутация зондов, например, с номощью p-i п диодов, установлец- иых в щелях зондов. В этом случае включаются (выключаются) два зонда: либо изображенные пунктиром, либо сплошными ли- пия.ми. При электрической ком.мутации надобность в иоворотиой части отпадает, но нотребуется блок питания и унравления переключениями. Насадка 29 из поглощающего материала необходима для гюдавления дифракционных я в .че н и и.

При механической к(.)ммутации, например иутем поворота блока 30 (скрепленными на нем элементами) на угол в 180°, достаточно использовать два зонда 22 и 23, например, изображенные силошн1: 1ми линиями на фиг. 4.

В собранном виде в зондово.м блоке имеются три разновидности волноводных участков: с квадратной прямоугольной и Т-образной (область а) формами поперечного сечения. Область а представляет собой плавный переход от волповодного капала 4 к двум нрямоугольным, изоляция которых осушест- вляется в областях б н в перемычкой 32.

Весьма эффективным яв.ляется зондовый блок, вьпюлненный в внде встречно включен- Hijix (со стороны квадратных волноводов) двух ПР. Поскольку IIP данн(.)й конструкции яв.ляется обратным ycTpoiicTBOM, то он хорошо работает п в тежимс суммирования

резко поляризованных сигналов. В этом случае зондами будут являться открытые концы линий 34 и 39 поворотного ПР. При этом линия 34 смещена автоматически относительно оси канала 40, а линию 39 можно сместить за счет небольшой реконструкции области.

Следует отметить, что в данном случае зондовый блок обладает .хорошими диапазонными свойствами и высокой развязкой между каналами (свыше 30 дБ), что важно при изменениям.

Устройство работает следующим образом.

При установке приемного зондового блока в определенное положение с помощью ЛКУ 14, амплифазометрами 12 и 13 измеряются амплитуды и фазы сигналов, принятых от антенны 5 зондами 6 и 7 на двух поляризациях, в четырех точках, отстоящих друг от друга в главных плоскостях на расстоянии d. Последовательность измерения обеспечивается поворотной частью 8. Полученная информация через интерфейс 18 поступает в ЭВМ 19, где определяются разности фаз между двумя точками на разных поляризациях и запоминаются результаты измерений. При этом систематические ошибки, обусловленные подвижными трактами 10 и 11, исключаются. Затем зондовый блок с помощью ЛКУ 14 смещается в плоскости, параллельной раскрыву антенны 5, на расстояние d. Производится измерение в новых четырех точках и с помощью ЭВМ 19 фиксируются амплитуды, определяются разности фаз между новыми точками и запоминаются результаты измерений и т. д. Результирующее фазовое распределение получается как сумма разностей фаз при фиксированных положениях подвижных трактов на разных поляризациях.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения амплитудно- фазового распределения поля антенны, содержащее последовательно соединенные блокСВЧ-колебаний и первый делитель СВЧ- сигнала, к первому выходу которого присоединена исследуемая антенна, зондовый блок, установленный с возможностью дискретного перемещения в плоскости, параллельной плоскости расхрыва исследуемой антенны, первый выход которого соединен

отрезком подвижного фидерного тракта с сигнальным входом первого амплифазомет- ра, блок управления, соединенный с управляющим входом блока СВЧ-колебаний, управляющим входом и си1 нальным выходом первого амплифазометра, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения амплитудно-фазового распредс - ления поля одновременно на двух поляризациях, дополнительно введены второй делитель СВЧ-сигнала, второй амплифазометр и шаговый электродвигатель, причем второй выход первого делителя СВЧ-сигнала соединен с входом второго делителя СВЧ-сигнала, первый выход которого соединен с опорным входом первого амплифазометра. а второй выход - с опорны.м входом второго амплифазометра, управляющий вход второго амплифазометра, его сигпальпыГ выход, а также управляющий вход шагово| о электродвигателя присоединены к блоку управления, выход шагового электродвигателя присоединен к управляющему входу

зондового блока, второй выход ЗОНДОВО1Ч)

блока присоединен к сигнальному входу второго амплифазометра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зондовый блок содержит два зонда с ортогональными линейными поляризациями, поворотную часть с управляющим входом, поляризационный разделитель, первый и второй выходы которого являются первым и вторым выходами зондового блока, поворотная часть с управляющим входом зондового блока и.меет цилиндрическую форму и содержит волноводный канал квадратного поперечного сечения, лроссе.пьную канавку.

насадку из Г1оглоп1аю1цего материала и два

насадочных гнезда, в одном из которых крепятся зонды, выполненные в виде двух орго- гональных щелей, а в другом - поляризационный разделитель, выполненный П-об0 разной формы, к внутренним боксовым стенкам которого прикреплены левая и правая профильные вставки, а снизу -- крыи1ка, содержащая с одного конца вырез, а с другого - выступ клинообразной формы, BI,I- резы совместно с профильными вс тавками

фор.мируют три волноведуп1их .чинии - две с прямоугольным поперечным сечением, третью - в виде плавного перехода с Т-образным поперечным сечением, соединяющею два волноведущие линии и волноводный канал.

Фи2.2

Вид

2

JJ

Физ.З

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает возможность измерения амплитудно-фазового распределения поля одновременно на двух поляризациях. Устр-во содержит блок СВЧ-колебаний, состоящий из генератора опорных сигналов 1, синхронизатора 2 и синхронизируемого генератора 3, два делителя 4 (ЗВЧ-сигнала, исследуемую антенну 5, зондовый блок (ЗБ) 6, состоящий из зондов 6, 7, поворотной части 8 ЗБ и поляризационного разделителя 9, подвижные фидерные тракты 10, II, а.мплифазомет- ры 12, 13 и блок управления, состоящий из линейно-координатного устр-ва (ЛКУ) 14, блока управления двигателем 15, АЦП 16, шагового электродвигателя 17 и интерфейса 18 с ЭВМ 19, блок регистрации 20 н блок ввода-вывода информации 21. При установке ЗБ с помощью ЛКУ 14 в определенное положение амплифазометрами 12, 13 измеряются параметры сигналов, принятых зондами 6, 7 на двух поляризациях в четырех точках. Поворотная часть 8 обеспечивает последовательность измерений. В ЭВМ 19 определяются разности фаз между двумя точками на разных поляризациях и результаты запоминаются. Затем с помощью ЛКУ 14 ЗБ последовательно смещается в плоскости, параллельной раскрыву антенны 5, и производятся измерения. I з.п. ф-лы, 7 ил. i (/)

ВиЗ 6

Фи2. 6

25

Фиг. 5

38

Фиг. 7