Способ измерения параметров фазированной антенной решетки Советский патент 1989 года по МПК G01R29/10 

1

(21)4298672/24-09

(22)31.08,87

(46) 15.10,89 Бюл. W 38

(72) Л.А.Летунов, О.ЕоЕвтюхина,

С.В.Качанов и В,С,Рабинович

(53)621о396о621„317о67(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1318941, кло G 01 R 29/10,

Методы измерения характеристик антенн СВЧ/Под ред. Н,М,Цейтлина, Мо: Сов о радио, 1985,

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ

(57)Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения повьшение точности измерений путем определения параметров управляемых дискретных фазовращателей. Устройство, реализующее способ, содержит г-р 1 СВЧ, направленный ответвитель 2,

исследуемую фазированную антенную решетку (ФАР) 3 с управляемыми дискретными фазовращателями, блок управления, ФАР 4, управляемый дискретный фазовращатель 5 опорного сигнала, неподвижный зонд 6, вентиль 7, СВЧ-сум- матор 8, квадратичный детектор 9, промежуточный частоты 10, фазовращатель на 90 11, фазовые детекторы 12, 13, фильтры нижних частот 14, 15, С целью повышения точности измерений фазовую манипуляцию осуществляют в режиме 0-90° для дискретов 0-7 и в режиме 0-180° для дискретов О , , по разности фаз и отношению модулей коэффициентов передачи при фазовой манипуляции определяют коэффициент передачи управляемых дискретных фазовращателей соответствующего дискрета, 1 ил.

с S9

(Л

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений путем определения параметров управляемых дискретных фазовращателей. Устройство, реализующее способ, содержит г-р 1 СВЧ, направленный ответвитель 2, исследуемую фазированную антенную решетку (ФАР) 3 с управляемыми дискретными фазовращателями, блок управления ФАР 4, управляемый дискретный фазовращатель 5 опорного сигнала, неподвижный зонд 6, вентиль 7, СВ Ч-сумматор 8, квадратичный детектор 9, у-ль промежуточный частоты 10, фазовращатель на 90° 11, фазовые детекторы 12,13, фильтры нижних частот 14,15. С целью повышения точности измерений фазовую манипуляцию осуществляют в режиме 0-90° для дискретов 0-φ и в режиме 0-180° для дискретов 0-φ/4, φ/2, по разности фаз и отношению модулей коэффициентов передачи при фазовой манипуляции определяют коэффициент передачи управляемых дискретных фазовращателей соответствующего дискрета. 1 ил.

сл ел

to

сл

3151

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения дискретов управляемых фазовращателей антенных модулей и амплитудно-фазового распределения ФАР с помощью неподвижного зондао

Цель изобретения - повышение точности измерений путем определения па раметров управляемых дискретных фазо вращателей (УДФ).

На чертеже приведена структурная . электрическая схема устройства, реализующего способ измерения параметров ФАР.

Устройство соде15жит генератор, СВЧ 1, направленный ответвитель 2, исследуемую ФАР 3 с управляемыми дискретными фазовращателями, блок управления ФАР 4, управляемый дискрет- нда фазовращатель 5 опорного сигнала, неподвижный зонд 6, вентиль 7, СВЧ сумматор 8, квадратичный детектор 9 усилитель промежуточной часто ты (УПЧ) 10, фазовращатель на 90°11, фазовые детекторы 12, 13, фильтры нижних частот (ФПЧ) 14, 15,

Генератор СВЧ записывает исследуемую антенную решетку на частоте СОд, На расстоянии порядка размеров антен ной решетки расположен неподвижный

.

А cos (u,t+Cf,)

О t i

/.

А (1-&К,) cos (cjot + 5 +&Ч ,+Ч Р; I i t 6 т

Первая гармоника этого колебания

((1-АК, ) sinuCf,+1) sin (Wc + O,)t+cos&q,(l-uK,) cos (Co.+Q,)t,

При фазовой ман1шуляции 0-90°, на- записать: чиная с дискрета 180°, сигнал можно

aj(t)

;

А (l-AK,) sin (Qgt+ ir+ЛЦ +д );

A (1-лк,)(1-&К2) cosWot+3/21r + q),+лql2+g)x); f- t т.

первая гармоника:

(1-&К,)((1-ДК,) sinuqi, +1) sin ((Qo+Q,)t+ulf)-cosutf, (l-t-,K,)« HC03 (((j.+Ojt+uq) .

10

15

зонд 6, принимающий сигнал ФАР. Сигнал одного из каналов ФАР проманипули- рован по фазе, дискрет манипуляции 0-180 „ Измерения производятся, начиная с дискретов 0,45; 90°,, Сигнал, принятый неподвижным зондом 6, подаётся на СВЧ сумматор 8, на второй вход которого подан опорный сигнал, проманипулированньй по фазе частотой F-, после квадратичного детектирования из суммарного сигнала УПЧ, настроенный на частоту F,-F, выделяет сигнал измеряемого канала ФАР, с помощью фазовых детекторов производится выделение уровней,,соответствующих sin и cos компонентам сигнала. Далее математически будет обосновано, что при начале фазовой манипуляции с 20 дискрета 45° по измеренному сигналу можно определить параметры фалового сдвига 0-45 , при начале с 90 - параметры дискрета 0-90 , аналогично определяются параметры дискрета 0-180

25

по измеренным сигналам канала при манипуляции 0-90°, начиная с дискретов О и 180°, частота манипуляции в обоих режимах - F,.

I

30 При фазовой манипуляции 0-90° начиная с нулевого дискрета манипули- рюванный сигнал имеет вид

О t i ;

I i t 6 т

(I)

(2)

;

f- t т.

(3)

(4)

51515125-6

Разность фаз и отношение уровней При фазовой манипуляции 0-180°, сигналов (2) и (А) определяет пара- начиная с нулевого дискрета, манипу- метры (неточность установки и коэф- лированный сигнал записьшается в ви- фициент ослабления дискретов 180°), де

a,(t)

О

А cos (сОд t +q,) ;

А (1- UK,) sin (a,t+7+tiCf,+qi); i Первая гармоника этого колебания

-(l + Cl-AK) cosuc j) sin (G)o+,)t-sin6 j(l-&K) cos(cOo+«,) (6)

При фазовой манипуляции 0-180, начи- сигнал ная с дискрета 45°, манипулированный

a4(t) А cos (a),t+( +&(fj)(l-AK3);

о : t т/2 3

А (l-uKj) cos ( +u(fi+7+UCfp(l-&K2); .

первая гармоника:

f (-ЛКз)-(1 + (1-йКг) cosuCfj) sin((,) t + I +A(;,)-sinAt|(l-UK5).cos ((C0o+Q,)t +1 ) .

I

При фазовой манипуляции 0-180,начиная с дискрета 90, сигнал

ГА (1-ЛК,) cos (( + l +&q),) }0 t Т/2;

a.jCt) (9)

А (1-АК, ).(1-йК) cos (Qot+C,+ . + ACfj) Т/2 t Т

первая гармоника:

f(l-AK,) -((l + d+AK) cosuifj) cos ((,) t +UC;,)+sin bCf x x(l+AKj) sin ((COe+Q,) t +u(f,).

Разность фаз и отношение уровней сигналов (7) и (8) определяет параметры дискрета 45, а сигналов (6) и (10) - параметры дискрета 0-90 . При зтом опорный сигнал описьгоается выражением

1/1 cos (СО, +aj) t+sin (W,+ Q,)tl,(n) тельный сигнал имеет вид

2 | eos (CO.,,) i |i I .((,. дк.) sinuCf.-H) )«sin ((CO,+Q, ) t-H)+cos &tf, (I-AK,)-coB ((Q,+n,)t +t,)3 .

О t .

i t Т ,

(5)

о : t т/2 3

(7)

(10)

где Qj/2 n - частота переключения

дискретов в опорном канапе

При фазовой манипуляции 0-90), на- чйиая с нулевого дискрета, измери(12)

f1515125 8

При этом У11Ч, настроенный на частоту тей первого порядка малости выделя- F - Fj, с точностью до погрешнос- ет сигнал вида

N° f 7 sinMp, +1) sin ((n,-Q)t+() + -t- cosAqi, (1-ЛК,) cos ((Q, -Q)t +Cf).

(13)

Фазовые детекторы осуществляют разделение sin и cos компонент измеряемого сигнала.

АО Кх 1 , Г

- - -(,,к) L(1-UK,) ,+ 1) sin ((,-72pt ±Л(+Ц,)-cos{.C,(,) cos-((,-Q)t )).(1)

По sin и cos компонентам сигналов (13) и (14) определяются при начале манипуляции с нулевого дискрета и дискрета 180. Разность фаз за вычетом дискрета 180° дает погрешность установки дискрета 180 , а отношение уровней - 1 - коэффициент ослабления дискрета 180 .

Аналогично при манипуляции 0-90 определяются параметры дискретов 45 и 90. Формула изобретения

Способ измерения параметров фазированной антенной решетки (ФАР),включающий возбуждение исследуемой ФАР высокочастотным сигналом, фазовую манипуляцию в канале ФАР с частотой F, прием и измерение излученного сигнала неподвижным зондом, суммирование с опорным сигналом, промодулированным

(13)

При фазовой манипуляции 0-90° начиная с дискрета 180 УПЧ выделяет сигнал вида:

0

5

о

по фазе по пилообразному закону с частотой F-, квадратичное детектирование суммарного сигнала, частотную селекцию сигнала с частотой ( ), выделение их синусных и косинусных компонент и определение по ним модуля и фазы коэффициента передачи, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем определения параметров управляемых дискретных фазовращателей с дискретами 0-7/4, 0-ii/2, 0-и, фазо- - вую манипуляцию осуществляют в режиме 0-90 для дискретов 0-7 и в режиме 0-180° для дискретов О - Т/4, if/2, по р азности фаз и отношению модулей коэффициентов передачи при фазовой манипуляции определяют коэффициент передачи управляемых дискретных фазовращателей соответствующего дискрета.