Устройство для измерения фазовых ошибок безэховых камер Советский патент 1989 года по МПК G01R29/10 

114

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть ис- попьзовано для измерения фазовых ошибок камер в зоне приемных антенн,

Це ль изобретения - сокращение времени измерения и повышение точности измерения.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для измерения фазовых ошибок безэховых камер;на фиг.2 - диаграмма, поясняющая принцип отсчет..

опреде - камеры,

углов ления где

, необходимых для ошибки безэховой

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - сокращение времени измерения и повышение точности измерения. Для достижения цели в устройство введены дополнительные излучающие антенны 2, датчик угла поворота стойки, привод 10 поворота стойки, переключатель 11 СВЧ-трактов, пороговое устройство, два логических блока 13 и 14, блок связи 15, вычислитель ошибки 16 и пусковой блок 17. Логический блок 13 содержит счетчик 18 и дешифратор 19, а логический блок 14 выполнен в виде набора двухвходовых схем И 20. Привод 10 поворота стойки содержит двигатель 21 и редуктор 22. За один поворот стойки 6 с закрепленной на ней планкой 5 с приемными антеннами 3 и 4 формируется информация об ошибках безэховой камеры, образующихся при работе излучающих антенн 2, установленных в один ряд. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для измерения ошибок беззховых камер содержит генератор 1 СВЧ-сигналов, излучающие антенны 2, две приемные антенны 3 и 4, укреплен- ные на планке 5 поворотной стойки 6, сумматор 7, приемник 8, датчик 9 угла поворота стойки, привод 10 поворота стойки, переключатель 11 СВЧ-трактов, пороговое устройство 12, два логических блока 13 и 14, блок 15 связи, вычислитель 16 ошибки, который определяет1 численное значение ошибки по формуле и выдает сигналы управления в зависимости от величины этой ошибки, к пусковой блок 17, причем первый логический блок 13 содержит счетчик 18 и дешифратор 19, а второй логический блок 14 выполнен в виде набора двухвходовых схем И 20. Привод 10 поворота стойки содержит двигатель 21 и редуктор 22.

Излучающие антенны 2 соединены через переключатель СВЧ-трактов 11 с выходом генератора СВЧ-сигналов 1,а управляющие входы переключателя СВЧ-трактов 11 подключены к выходам первого логического блока 13, вход которого соединен с выходом порогового устройства 12, вход которого под- ключей к выходу приемника 8,датчик угла поворота стойки 9 кинематически связан со стойкой 6, его выход подключен к первым входам второго логического блока 14, выход которого через блок 15 связи подключен к вычислителю 16 ошибки, который через блок 15 связи подключен также к входу пускового ,блока 17, выход которого соединен с входом управления приводом 10 поворота стойки, кинематически связанным со стойкой 6, выход порогового устройства 12 подключен также к второму входу второго логического

5

0

5

0

5

0

блока 14. Первый логический блок 13 может быть выполнен так, как показано на фиг. 1, и содержит счетчик 18, выходы которого подключены к входам дешифратора 19, при этом вход счетчика 18 является входом логического блока 13, а выходы дешифратора 19 являются выходами первого логического блока 13. Второй логический блок 14 может быть выполнен в виде набора двухвходовых схем И 20, число которых равно числу разрядов кода датчика 9 угла поворота стойки, причем одни входы схем И 20 объединены и являются вторым входом второго логического блока 14, а другие входы схем И 20 являются первыми входами второго логического блока 14, выходы схем И

20являются его выходами. Двигатель

21привода поворота стойки 10 своим входом, являющимся входом привода, соединен, с выходом пускового блока 17, а выход двигателя 21 кинематически связан с входом редуктора 22, выход которого является выходом привода 10 и кинематически связан с входом поворотной стойки 6.

Устройство для измерения фазовых ошибок безэховых камер работает следующим образом.

До включения питающего напряжения стойка 6 с укрепленными на ней планкой 5 с приемными антеннами 3 и 4 поворачивается таким образом, чтобы перпендикуляр,проведенный через центр базы приемных антенн 3 и 4 (фиг. 2), был правее минимума пеленгационной кривой, формирующейся на выходе приемника 8 в процессе вращения стойки 6 при работе крайней правой излучающей антенны 2, которую принимают за базовую, если вращение стойки 6 после включения питающего напряжения

производится против часовой стрелки, При подаче питающего напряжения на все электронные узлы на выходе вычислителя 16 имеется сигнал, соответствующий нулевому значению ошибки. Одновременно с вычитателем 16 через блок 15 связи подается сигнал, соответствующий нулевому значению ошибки, на пусковое устройство 17, включающее двигатель 21 привода 10. Начинается вращение стойки 6.

В момент включения вычислитель 16 -также при нулевом значении ошибок формирует сигнал, который через блок

15связи подается на вход первого логического блока 13, являющегося входом счетчика 18. В результате на первом выходном канале счетчика

18 появляется сигнал, который пода- ется на вход дешифратора 19, после чего на выходе последнего формируетс сигнал на первом выходном канале, который подается на первый низкочастотный вход переключателя 11 СВЧ- трактов, в результате чего генератор 1 СВЧ-сигналов соединяется с высокочастотным трактом базовой излучающей антенны 2.

В процессе движения стойки 6 с укрепленной на ней планкой 5 с приемными антеннами 3 и 4 на выходе приемника-усилителя 8 формируется сигнал, изменение амплитуды которого в зависимости от угла поворота стойки 6 показано на фиг. 2. При достижении минимального значения амплитуды на выходе приемника-усилителя 8 срабатывает пороговое устройство Т2, сигнал с которого подается на второй вход второго логического блока 14, на первый вход которого постоянно подается информация о текущем значении угл поворота стойки 6 с выхода датчика угла поворота 9. Таким образом производится запись значения угла поворот стойки 6 tf в момент срабатывания порогового устройства 12 в вычислитель 16. После этого с вычислителя

16поступает через блок 15 связи сигнал обнуления на счетчик 18, в результате чего связь между генераторо 1 и базовой излучающей антенной 2 прерывается. Одновременно с вычислителя 16 через блок 15 связи подается сигнал на пусковое устройство 17 и отключающий двигатель 21. После этого стойку 6 поворачивают в исходное положение. Поворачивая планку 5 на

0

Q

180 в вертикальной плоскости, приемные антенны 3 и 4 меняются местами. По сигналу с вычислителя 16 описанным образом вновь включается двигатель 21 и производится подключение базовой излучающей антенны 2 к генератору 1 СВЧ-сигналов. В процессе движения стойки 6 в момент срабатывания порогового устройства 12 в вычислитель 16 записывается угол ( указанным способом.

Вычислитель 16 определяет ошибку безэховой камеры работе базовой излучающей антенны 2 по формулам

,, , Lba.M,-4V, KdЛ

-(sincf ч + i l} - Ио,

где К А

2Ј 1 - длина волны излучаемого сигQ5

5

0

0

5

0

d &М расстояние между приемными антеннами 3 и 4; разность фаз принятых сигналов, обусловленная неидентичностью фазовых характеристик трактов от приемных антенн до точки суммирования; определяется предварительно и вводится в вычислитель 16 перед началом работы.

Определение может быть осуществлено, например, с помощью фазометра, для чего один и тот же высокочастотный сигнал генератора одновременно подается на оба тракта приемных антенн, к выходам которых подключают клеммы фазометра, и если геометрические длины трактов неидентичны, то на фазометре фиксируется разность фаз

Ч,Одновременно сигнал с порогового устройства 12 подается на вход первого логического блока 13, на счетчик

18,формирующий на выходе соответствующий сигнал в двоичном коде. Этот сигнал подается на вход дешифратора

19,на выходе которого выключается сигнал на первом канале и включается на втором и, таким образом, производится переключение трактов переключателя 11, т.е. отключение работающего и включение следующего тракта излучающих антенн 2, в данный момент - тракт второй излучающей антенны 2. При прохождении минимума пеленгационной кривой, формирующейся на выходе приемника-усилителя 8 при работе второй излучающей антенны 2, срабатывает пороговое устройство 12 и указанным образом в вычислитель 16 записывается угол (р м (фиг. 2), производя переключение трактов излучающих антенн с второго на третий. Угол Ср2 , определяющий пространственное положе- д Ф о р нйе второй излучающей антенны 2, заранее измеряется и записывается в вычислитель.

при работе такого антенного устройства следует после определения ошибок BDK для одного ряда переориентировать планку 5 с приемными антеннами 3 и 4 на следующий ряд излучающих антенн 2 и возобновить измерения по указанному алгоритму.

мула изобретения

Угол ср , определяющий положение

ром срабатывает пороговое устройство 12, относительно работающей излучающей антенны вычислителем 16 определяется по формуле |.;,, (ра .

Приращение угла ср. относительно tf характеризует приращение ошибки безэховой камеры, вьфажешюе в прост ранственных градусах.

Это приращение в общем виде определяется вычислителем 16 по формуле

ч, ,

где i - номер излучающей антенны 2;

1,2,п.

Ошибка безэховой камеры относительно точки, где работает очередная излучающая антенна 2, определяется вычислителем по формуле

&tpx; K,v; ,

где Ср - угол, определяющий пространственное положение базовой антенны;

Ср - угол между электрической осью излучающей базовой антенны 2 и минимумом пелен гациошюй кривой при первом замере;

- угол между электрической осью излучающей антенны 2 и минимумом пеленгационной кривой при втором замере. Аналогичным образом определяются ошибки безэховой камеры при работе остальных излучающих антенн 2.

Таким образом, за один поворот стойки 6 с закрепленной на ней план кой 5 с приемными антеннами 3 и 4 формируется информация об ошибках безэховой камеры, образующихся при работе излучающих антенн 2, установленных в один ряд. Матричные антенные устройства могут найти широкое применение в моделировании. Для оп- ределения ошибок безэховой камеры

Ф о р

при работе такого антенного устройства следует после определения ошибок BDK для одного ряда переориентировать планку 5 с приемными антеннами 3 и 4 на следующий ряд излучающих антенн 2 и возобновить измерения по указанному алгоритму.

мула изобретения

0

поворотной стоики две приемные антенны, сумматор и приемник, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и повышения точности, в него введены дополнительные излучающие антенны, датчик угла поворота стойки, привод поворота стойки, переключатель СВЧ трактов, пороговое устройство, два логических блока, блок связи, вычислитель онгибки и пусковой блок, причем излучающие антенны соединены через переключатель СВЧ-трактов с выходом генератора СВЧ- сигналов, а управляющие входы пере- д ключателя СВЧ-трактов подключены к выходам первого логического блока, вход которого соединен с выходом порогового устройства, вход которого подключен к выходу приемника-усилите5

5

0

5

0

5

ля, датчик угла поворота стойки кинематически связан со стойкой, его выход подключен к первым входам второго логического блока, выход которого через блок связи подключен к вычислителю ошибки, который через блок связи подключен к одному из управляющих входов переключателя СВЧ-трактов, а также к входу пускового блока, выход которого соединен с входом управления приводом поворота стойки, кинематически связанным со стойкой, выход порогового устройства подключен также к второму входу второго логического блока, причем электрические оси излучающих антенн проходят через геометрический центр поворота планки.

14

5

S

I

I

I

I

0

8

входы схем И объединены и являются вторым входом второго логического блока, а другие входы схем И являются первыми входам второго логического блока, выходы схем И являются его выходами.

Неходкое положение Планки S с приемными (тн/пеннапt/ J и 4

Излучающие антенны Фие.2