Многоканальное устройство для измерения параметров антенн Советский патент 1988 года по МПК G01R29/10 

fH От Эвн

Изобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано для измерения параметров ФАР в ближней зоне на автоматизированных стен- дах.

Цель изобретения - повышение гоч. ности при измерении параметров аи- тенн.

, На чертеже представлена структур- ная электрическая блок-схема миого- канального устройства для измерения параметров антенн.

Многоканальное устройство для измерения параметров антенн содержит генератор 1 СВЧ-колебаний, направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3, входной излучатель А, первый вентиль 5, управляемый СВЧ-фазо- вращатель 6, второй вентиль 7, вы- ходные излучатели 8 СВЧ, СВЧ-рупор 9 СВЧ-сумматор 10, квадратичный детектор 11, усилитель 12 промежуточной частоты ( УГГЧ низкочастотный (НЧ) фазовращатель 13, усилитель-ог- Раничитель 14, инвертор 15, Первый синхронный детектор 16, второй синхронный детектор 17, фильтр 18 нижних частот (ФНЧ), генератор 19 прямоугольных импульсов, делитель 20 частоты на два, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, сканер 22.

I

Устройство работает следующим образом.

Сигнал на выходе генератора 1 СВЧ-колебаний представим в виде

AQ COS cOot,

где Ад - амплитуда сигнала, принятая равной 1;

tto - - частота.

Сигнал на выходе i-й приемной антенны можно описать выражением

К. cosCtOot + Ч х;

где Ку. , q). - коэффициенты, харак теризующие амплитуду и фазовый сдвиг в данной точке поля в соответствующей i-й приемной антенне зонда-коллиматора.

Сигнал на выходе i-ro канала вентиля 7 можно описать выражением

a(t)-Kj,cos(Wj,t + -t-0-|-., Ь

«tH.rs

,00

, Z1 -л- Bin K2nt),

Я1Л.5 К

О а 7де 6, - -; Dj - -г- - индексы фазовой манипуляции секций 0-180 и 0- 90° соответственно;

2jli. 21Г

2 Г

-частота фазовой манипуляции с индексом 0,

-частота фазовой манипуляции с индек

Т сом 0J - -Т-.

Сигнал на выходе СВЧ-сумнатора меет вид

1 -- 21 K.cosCOot +

,г.ь

ОО

® hSs i 0

5

/ °° I 4 чг- 1 .

Z1 -i-sin K2Q,t) + nn.vs n

COS Qot.

где -4 xi « ;

tp. - фазовый сдвиг в i-й точке

поля измеряемой антенны; Лср; - электрическая длина i-ro

тракта от входного излучателя СВЧ-сумматора 10. На выходе квадратичного детектора 11 выделяется сигнал.

На выходе УПЧ 12, с учетом селективных свойств, сигнал описывается выражением

---. i . ft Ку. (cos . сов {7; t+ К 2 IT

. . + sinci.sinQ.t)-

KV-COS

2 -К -

«(-Cp ,; -I- n-.t).

На сигнальные входы детекторов 16 и 17 подается сигнал

-- - K,.COs(f2;t -Vxi)

f 1 . « И -Jn

««ил

I5204

Далее квадратурные составляющие обрабатьгеают на ЭВМ по известным формулам. Управление НЧ-фазовращателей g может осуществляться по сигналам от ЭВМ.

Изобретение может использоваться для измерения параметров фазированной антенной решетки в ближней зоне на автоматизированных стендах и обеспечивает повышение точности из- мер.ения. Устр-во содержит генератор 1 СВЧ-колебаний, направленный ответ- витель 2, исследуемую антенну 3, п измерительных каналов, состоящих из входного излучателя 4, вентилей 5, 7, управляемого СВЧ-фазовращате- ля 6 и выходного излучателя В СВЧ, СВЧ-рупор 9, СВЧ-cyNfMaTOp 10, квадратичный детектор II, усилитель 12 промежуточной частоты, п низкочастотных фазовращателей 13, п усилителей-oi- раничителей 14, п инверторов 15, п синхронных детекторов 16, 17, 2п фипьтров 18 нижних частот, п генераторов 19 прямоугольных импульсов, п делителей 20 частоты на два, п АЦП 21 и сканер 22. Благодаря введению блоков 20, 13, 14, 15 в ортогональных составляющих выходного сигнала устраняется составляющая, вызванная различной эл. длиной измерительных каналов. 1 ил. (Л

На сигнальные входы НЧ-фаэовраща- телей I3 подаются сигналы от делителей 20, сигнал описывается выражением COS Q;t, и, пройдя НЧ-фазовраща- тель 13, на выходе сигнал описьшает- ся выражением

co8(Q t - bCf; ),

где - фазовый сдвиг выставляемый i-M фазовращателем равный электрической длине i-ro тракта.

Усилитель-ограничитель 14 стабилизирует коэффициент передачи НЧ-фа- зовращателя при установке различных значений фаз.

На гетеродинный вход детектора 17 подается сигнал

co8(njt -utf;),

а на одноименные входы детектора Ц с выхода фазоинвертора поступает сигнал, сдвинутый на 90, описывающий выражением

8in(Q; t -ЛЦ);) Учитывая, что

C08(n;t - ulf;) C08(t7;t -tf .) - cos(2Qt-Cp ;- ) + co8q)xi . Ha выходе ФНЧ 18 сигнал детектора 17 пропорционален выражению

2 -Г

Ку- п 1

w-Jn

Соответственно на выходе ФНЧ посл прохождения детектора 16 сигнал пропорционален выражению

2 -Г К... sin q,. .

7V

Из полученных выражений видно, что в ортогональных составляющих выходного сигнала отсутствует составляющая А YJ, вызванная различной электрической длиной измерительных трактов.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для измерения параметров антенн в ближней зоне, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ-колебаний, направленный ответвитель и исследуемую антенну, п измерительных каналов, установленных с возможностью перемещения, состоящих из последовательно соединенных входного излучателя, первого вентиля, управляемого

СВЧ-фазовращателя, второго вентиля и выходного излучателя, п генераторов прямоугольных импульсов, первый выход которых соедннен с первым управляющим входом управляемого СВЧ-фазовращателя соответственно, последовательно соединенные СВЧ-рупор, в раскрыве которого размещены выходные излучатели п измерительных каналов, СВЧ-сумматор, квадратичный детектор, усилитель промежуточной частоты, выходы которого соединены с вторыми входами синхронных детекторов, число которых равно 2п, выход синхронных детекторов каждый через

соответствующий фильтр нижних частот подключен к соответствующему аналого- цифровому преобразователю, второй выход направленного ответвителя при- соединен к второму входу СВЧ-сумматора, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности измерений, в устройство введены последовательно соединенные п делителей частоты на два, п низкочастотных фазовращателей, п усилителей-ограничитеей и п инверторов, причем вход -го делителя частоты на два (т 1,2...п) соединен с вторым выходом -го генератора прямоугольных импульсов, второй выход га-го делителя час- тоты на два соединен с вторым управяющим входом га-го управляемого СВЧ- азовращателя, выход га-го инвертора присоединен к первому входу (2т-1)го синхронного детектора (m-l,2...n), второй выход га-го усилителя-ограничителя присоединен к nepBObfy входу 2га-го синхронного детектора.