Способ определения динамического коэффициента отражения фазированной антенной решетки Советский патент 1988 года по МПК G01R29/10 

4

to о сд

СП

tsHiiiA.

Изобретение относится к СВЧ-техни ке, а именно к способам измерения полных сопротивлений или производных от них величин, и может быть использовано для определения динамических . коэффициентов отражения (ДКО) ФАР.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

N сигналов с амплитудно-фазовьм распределением

a,sin()

. ка

bfswcbi

4(1

(1)

Изобретение относится к СВЧ-тех- нике и позволяет повысить точность измерений. Способ состоит в том, что фрагмент ФАР 1, состояп(ий из М строк и N столбцов линейно поляризованных излучателей (ЛПИ), помещают в прямо- угольньй многоканальный волновод 2, нагруженный на согласованную многомо- довую нагрузку 3. ЛПИ i-й строки возбуждают линейно поляризованньми сигналами с заданным амплитудным распределением вдоль строки. Такие сигналы формируются с помощью амплифазометра 6 и блока 5 деления сигнала на N. Свободные входы фрагмента ФАР нагружают на согласованные нагрузки 4, Отраженные от ЛПИ i-й строки сигналы суммируют в блоке 5 с вес. козф., определяемыми заданным вьфа: :ением. Отдельно суммируют сигналы, отраженные от входов излучателей (i+ i)й строки. При помощи амплифазометра 6 измеряют коэф. взаимной связи. Используя измеренные величины, по определенному соотношению определяют динамический коэф. отражения ФАР. 4 ил. (О

На фиг.1 представлена структурная электрическая блок-схема устройства, , реализующего способ определения динамического коэффициента отражения ФАР; на фиг.2 - расположение столбца излу- 15 чателей фрагмента ФАР относительно стенок прямоугольного многофазового волновода при р О (р - число половин излучателей, прилегающих к стенкам волновода, перпендикулярным направлению столбца) j на фиг.З - распоожение столбца излучателей фрагмента ФАР относительно стенок прямоугольного многомодового волновода при р 1I на фиг,4 - то же, при Р 2.

20

25

Устройство для определения динамического коэффициента отражения ФАР содержит фрагмент ФАР 1, прямоуголь- ньй многомодовый волновод 2, согласованную многомодовую нагрузку 3, од- номодовую нагрузку 4, блок 5 деления сигнала на N и амплифазометр 6.

Устройству для определения динами- ческого коэффициента отражения ФАР работает следующим образом.

Фрагмент ФАР 1, состоящий из М строк и N столбцов излучателей помещают в прямоугольный многомодовый волновод 2 с поперечными размерами а X b, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 3, Число строк и столбцов фрагмента, а также его тип, характеризуемый параметром р, выбирают исходя из направлений сканирования, для которых определяют ДКО , ФАР, Свободные входы фрагмента нагружают на согласованные нагрузки 4. На п-ый вход идеального распределительного многополюсника (ИРМ) блока 5 подают сигнал с выхода амплифазомет- ра 6 и получают на выходах блока 5,

где Xi - координата k-ro излучателя

в строке;

п - число, принимающее одно из значений в интервале от 1 до N.

I

Параметр п определяет направление сканирования, для которого определяют ДКО ФАР. Сигналы с выходов ИРМ одновременно подают на излучатели i-й строки фрагмента:

25

Q

Гм ч- 11 L 2 J

целая часть

М

Р число половин излучателей в столбце. СП1.

Сигнал с амплитудой А| подают на k-й излучатель строки, причем параметр ау, в формуле (1) принимает зна- чения а, 1 для целых и aj 1/42 для половин излучателей фрагмента.

5

0

5

Отраженные сигналы в каждом излучателе i-й строки поступают на выходы ИРМ блока 5 и суммируются на его входе с весовыми коэффициентами, определяемыми выражением (1). При помощи амплифазометра 6 измеряют коэффициент отражения S, на п-м входе .1|

ИРМ 1-й строки фрагмента. Если р г 1, входы излучателей (1+1)-й строки подключают к выходам второго ИРМ, аналогичного первому. При помощи амплифазометра измеряют коэффициент взаимной связи (КВС) SV

(п)

i.Ul

(фактически

0 коэффициент передачи по п-ым входам обоих ИРМ), Подставляя измеренные величины

и S

(Ш

в следующие

,1 + 1 соотношения определяют искомые ДКО

ФАР.

2c08(2i - 1)

X S

|n

M + (

RCcf.Qnm)

2: 2cos2(i - 1) - (2M - 1),С-.Лз Г , p 1;

y-2cos2ii - 11ifS. Г, - .Л Ы

- t.0-,.i. cr,.(G.,.G,.,)jS.

.M-l )J

2cosi2i - .. j.:.:.:,::

1 +6 p

S-;,

-FPJ

p - 2,

l Xji, - ,(СГ„

.,ma г Де arctg(-g);

+С;

лучателя в строке, У| - k-ro излучателя в столбц в прямоугольный волновод ми линейными размерами а жаемый на согласованную нагрузку, возбуждают лин зованные изля чатели фраг 25 нейно поляризованным СВЧ измеряют отраженньм сигн чине которого определяют коэффициент отрах екия ФАР Зцт) где углы If,, Cinm соотношений: Срп, arctg

Qnm arcsin

,И

S. 1,1+1

-длина волны, n 1, 2, N; m 0, 1, ..., M-1;

-отношение суммарного ovpa- женного сигнала i-й строки к входному сигналу,

- отношение суммарного отраженного сигнала (1+1)-й строки к входному сигналу, возбуждающему i-ro строку.фраг- . мента, (М-р/2). Измеренные величины S-; и , соответству от возбуждению с индексом n в формуле (1),

G-. - О i J

Т О, i J.

При р 1 измеряют только коэффициенты отражения на п-х входах ИРМ каждой строки 1 $ i М, при р / 1 измеряют как коэффициенты отражения Sj;

(1 i i i ----- ) , так и КВС по п-м L 2 J

входам ИРМ соседних строк (1 6 i 2

При этом при р 1 требуется один, а при р 5 1 - два ИРМ.

Формула изобрет: ения

50

где

ГМ. Г 2 J -5-Jпри р ,

целая часть числа

М4

Способ определения динамического коэффициента отражения фазированной антенной решетки, заключающийся в том, что фрагмент фазированной антенной решетки (ФАР), содержащий М строк и N столбцов линейно поляризованных излучателей, расположенных в узлах прямоугольной сетки с координатами Х| и У(, где Х| - координата k-ro из- . и отдельно суммируют сигналы.

р - число половин излучат лей в столбце,

сигналы, отраженные от линейно поля ризованных излучателей i-й строки,

суммируют с весовыми коэффициентами (п

U20551

( - 1)CT,.,

sH

Г-1

I. 2 J тт . (в|

,

.:.:.:,::

l Xji, - ,(СГ„

+С;

0

лучателя в строке, У| - координата k-ro излучателя в столбце, помещают в прямоугольный волновод с поперечными линейными размерами а х Ь, нагружаемый на согласованную многомодовую нагрузку, возбуждают линейно п оляри- зованные изля чатели фрагмента ФАР ли- 5 нейно поляризованным СВЧ-сигналом и измеряют отраженньм сигнал, по величине которого определяют линамический коэффициент отрах екия ФАР R (q n,, Зцт) где углы If,, Cinm находят из соотношений: Срп, arctg (ma/mb) ;

0

arcsin

(..j -. f , .j .

(п71/2а)2 + (.,

5

0

где m 0, 1, 2,

n 1, 2, ..., N;

.Л - длина волны,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, возбуждают излучатели i-й строки фрагмента ФАР линейно поляризованными СВЧ-сигналами с амплитудным распределением, изменяющимся вдоль строк по следующему закону:

(п1

.,sin(i)

45

i:a sin4-fi)T 1 3 j

(г .

где HI 1 для целых и а, 1ДТ для половин излучателей фрагмента ФАР, 1 i Q, Q М, при р 1,

где

ГМ. Г 2 J -5-Jпри р ,

целая часть числа

М4 1

и отдельно суммируют сигналы.

и отдельно суммируют сигналы.

р - число половин излучателей в столбце,

сигналы, отраженные от линейно поляризованных излучателей i-й строки,

суммируют с весовыми коэффициентами (п

51420551 6

отраженные от входов излучателейр ff 1,а величину R () опреде(1+1)-й СТ.РОКИ фрагмента ФАР приляют всоответствии с соотношением:

r Ltllгмт

L 2. .- 44. ,.L2j« o-Vi ,„,

- Смгт - Пгг с г-2cos2iTm (11

()G;, I S;, ч- -----™-s.., ,p 0;

i:

2cosj(

1 +G

. . f

+ 1

;- 1 +6

-, M+1T

1 2l

Д2со82(1 - Dcf : - (2m - 1)СГ.„С,Л , P 1;

icl-J.

Г-1 Г 1

;r 2cos2ii - г . .l-1 M l|J2cosi2i-rHf

.G; .f. , I ...(o,.,J S, |:----1-- ф

, .,. -«-|1-,«,„ ,,)

--Г-

S;,;., . р 2,.

- +(;,,

где S j - отношение суммарного отраженного сигнала i-й строки

к,входному сигналу, отношение суммарного отраженного сигнала (1+1)-й строки к входному сигналу,

Фиг. 2

г-2cos2iTm

-----™-s

;- 1 +6

-, M+1T

1 2l

-rHf

ф

--Г-

S;,;., . р 2,.

20

возбуждающему строку фрагмента ФАР,

(М - p/2);

. P J 5 O, i j.

Фив. 3

Фиг.