Способ определения диаграммы направленности антенны Советский патент 1989 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для определения диаграммы направленности антенны по результатам измерения амплитудно-фазового распре- делрния поля в раскрыве антенны на автоматизированных измерительных стендах.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устрййства, реализующего предлагае1 ый способ определения диаграммы направленности антенны; на фиг. 2 - изображение области измерений.

Способ определения диаграммы направленности (ДН) антенны реализуется следующим образом.

Известно, что измерение амгшитуд- :но-фазового распределения (АФР) антенны на плоской поверхности должно проводиться на площади, превышающей площадь раскрыва антенны, причем это превьш1ение должно обеспечивать спадание амплитуды поля ка границе области измерения не менее чем на 20-30 дБ. В этом случае можно пренебречь по - грешностями, обусловленными неполным (на замкнутой поверхности) измерением АФР.

р сд

31500950

Вместе с тем, в ряде случаев такого спадания поля, не наблюдается (специальное фазирование антенны, несфа- зированная антенна и др.), и для опре-, деления ДН такой антенны необходимо практически измерить АФР на замкнутой поверхности, охватывающей иссле- дуемую антенну, что практически трудно реализуемо. Кроме того, в ряде чаев достаточно определить ДН в заданной области углов U,V,

Для этого измеряют ЛФР поля антенны на плоской поверхности, которое фильтруют в зависимости от координат j замера АФР по закону

и

Ги,, , при РеВд, 6ux ,.(i), „ри .d)

где Р - точка плоской поверхности, в которой измеряется АФР поля;

S - проекция апертуры антенны на плоскую поверхность по заданному направлению U;,V., в ко тором определяется значение диаграммы направленности; 1 - расстояние между точкой Р и ближайшей к ней точкой Q, принадлежащей, границе проек- ции апертуры антенны S ; L - расстояние между точкой Q и точкой пересечения прямой, проведенной из точки Q в точку Р, с границей области из- мерения.

Пунктиром на фиг. 1 показана проекция апертуры антенны на плоскость измерения в направлении нормали к ней

Накопленный отфильтрованный мае- сив АФР поля подвергают двумерному преобразованию Фурье в направлении и. ,у. (1), в результате чего определяют значение ДН антенны F(Uj,V;).

Для определения ДН в остальных точка

заданной области повторяют указанные

операции для других значений (U;,V.)

Устройство, реализующее предлагаемый способ определения ДН антенны, включает многоэлементный зонд 1, перекрывающий заданную область изме- рений. Выход каждого элемента 2 зонда 1 последовательно через управляемый аттенюатор 3 и фазовращатель 4 подключен к соответствующему входу сумматора 5, выход которого подсоединен к входу измерителя 6 амплитуды выход которого подключен к входу бло ка 7 управления и обработки. Управляющий вход каждого аттенюатора, 3 и фазовраьчателя 4 подключен к выходу блока 7 управления и обработки. Зонд 1 расположен в ближней зоне антенны 8.

Устройство, реализующее предлагаемый способ определения ДН антенны, работает следующим образом.

По команде блока 7 управления и обработки фазовращатели 4 устанавливаются таким образом, чтобы реализовалось двумерное дискретное преобразование Фурье в направлении Uj,V , при этом аттенюаторы 3 устанавливаются таким образом, чтобы реализовалос соотношение (1), после чего производится замер амплитуды на выходе сумматора 5 измерителем 6. Результат измерения - значение ДН антенны в направлении Uj,V. передается с выхода измерителя 6 на вход блока 7 управления и обработки, после чего указанны процесс повторяется для следующего значения Uj,V-. При этом могут быть получены значения ДН как в ее центральных сечениях, так и объемная ДН.

Использование изобретения позволяет значительно снизить погрешности определения ДН антенны, обусловленные конечностью области измерения или соответственно уменьшить размеры области измерения.

Формула изобретения

Способ определения диаграммы направленности антенны, включающий измерение амплитудно-фазового распределения поля на плоской поверхности в ближней зоне антенны и последующее двумерное преобразование Фурье результатов измерений, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, результаты измерения, амплитудно-фазового распределения перед двумерным преобразованием Фурье фильтруют по закону Ug , при PeS,

l-(i)4Ug, , при ,

где Р - точка плоской поверхности, в которой измеряется амплитудно-фазовое распределение поля;

проекция апертуры антенны на плоскую поверхность по заданному направлению U ,-, V , в котором определяется знаи

0МЖ

S А

чение диаграммы направленности;

расстояние между точкой Р и ближайшей к ней точкой Q, принадлежащей границе проекции апертуры антенны

расстояние между точкой Q и точкой пересечения прямой, проведенной из точки Q в точку , с границей области измерения,

а двумерное преобразование Фурье после фильтрации проводят для направления Uf,V., после чего указанную последовательность операций повторяют для других заданных направлений U.;,Vj области угловых координат, в которой

определяется диаграмма направленности антенны.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для определения диаграммы направленности (ДН) по результатам измерения амплитудно-фазового распределения /АФР/ поля в раскрыве антенны на автоматизированных измерительных стендах. Цель изобретения - повышение точности. Цель достигается тем, что результаты измерения АФР поля на плоской поверхности фильтруют по определенному закону. Накопленный отфильтрованный массив АФР поля подвергают двумерному преобразованию Фурье в направлении U_I, V_I, в результате чего определяют значение ДН антенны F/ U_I, V_I/. Для определения ДН в остальных точках заданной области повторяют операции для других значений /U_J, V_J/. Использование данного способа позволяет значительно снизить погрешности определения ДН антенны, обусловленные конечностью области измерения, или соответственно уменьшить размеры области измерения. 2 ил.

(pue.i