Способ измерения амплитудно-фазового распределения поля на элементах фазированной антенной решетки Советский патент 1989 года по МПК G01R29/10 

Изобретение отггосится к антенным измерениям и может быть использовано при измерении параметров взаимной фазированной антенпоГ решетки (ФАР) .

Цель изобрете}1ия - повьоыение точ- НОС1 и за счет искль чения переотражений от окружающ1гх предметов при испытаниях взаимной ФАР.

На чертеже приведена . структурная электрическая схема устройства, реализующего способ измерения тудио-фазового ретспределсния (АФР) поля на элементах 1)тированной антен- Hoi i решетки.

Устройство, реализующее способ измерения АФР поля ил элементах ФАР,

включает последовательно соединенные СВЧ-генератор 1, направленный ответвитель 2 и циркулятор 3, второе плечо которого подключено к выходу исследуемой ФАР 4, элементы 5 которой нагружены отражающим короткозамыкателем 6, последовательно соединенные делитель 7 мощности, фазовращатель В, аттенюатор 9 и гибридное соединение 10, второй вход которого подсоединен к третьему плечу циркулятора 3, а раз- ностньй выход - к измерительному входу амплифазометра 1 1 , опорньв вход которого подключен к второму выходу делителя 7 мощности. Суммарный выход

СП

сэо

00

00

гибридного соединения 10 подсоединен к нагрузке (не покапана),

Способ измерения ЛФР поля на пле- ментах ФАР осуществляется следующим образом.

Сигнал от СВЧ-генератора 1 подают через направленный ответвитель 2 и циркулятор 3 на выход ФАР А. Сигнал со второго выхода направленного от- ветвителя 2 подают через делитель 7 мощности на опорньй вход амплифазо- метра 11, а также через фазовращател 8 и аттенюатор 9 на первый вход гибридного соединения 10, Отраженный от нагруженных короткозамыкателем 6 излучающих элементов 5 сигнал подают через циркулятор 3 на второй вход гибридного соединения 10, а сигнал с его разностнот о плеча - на измерительный вход амплифазометра 11. Изменяя фазовое распределение на элементах ФАР, а также перестраивая фазовращатель 8 и аттенюатор 9, уста- 1 навливают минимум комплексной амплитуды сигнала U, на измерительном входе амплифазометра 11, Измеряют комплексную амплитуду сигнала на измерительном входе амплифазометра 1 1 и,(,2,...,N, N - число элементов ФАР) при изменении фазового сдвига на исследуемом i-м элементе 5 на 12 рад, восстанавливают исходный фазовый сдвиг на исследуемом элементе 5, повторяют операции перефази- ровки иа ii/2 рад и измерения сигнала на измерительном входе амплифазометра 11 для всех элементов 5 поочередно.

Сигнал, отраженный от i-ro элемен тауопределяют как

U; (и,-и,, ),

(1)

амплитуду и фазу на i-м элементе как

А, /Щ;(2)

Ф: :г arg и, .

(3)

Согласно принципу взаимности ком- плексньш коэффициент передачи сигнала от выхода взаимной ФАР 4 до излучающей плоскости элемента 5 (амплитуда и фаза этого коэффициента равны амплитуде и фазе на данном элементе ФАР) равен комплексному коэффициенту передачи от элемента 5 на выход ФАР 4, т.е. в обратную сторону. Слодонательно, выделяя по фор

5

0

5

0

5

0

5

0

муле (1) из всего отраженного сигнала сигнал U;, отраженный от данного i-ro элемента 5, получают квадрат комплексного коэффициента передачи, т.е. ослабление в квадрате и двойной набег фазы, и АФР на элементах ФАР вычисляют по формулам (2) и (3), Возникающая при этом неоднозначность при определении фазы Ф; (ifk, k 0,1,2,...,) легко устраняется, так как для большинства ФАР разность фаз между соседними элементами при одинаковых фазовых сдвигах на них много меньше fl рад.

Таким образом, использование данного способа позволяет проводить измерения без излучения в э(Ьир, что приводит к повышению точности за счет Устранения влияния переотражений, безэховой камеры. Поскольку весь излучающий раскрыв закрыт (например, металлическим листом, прилегающим к элементам), то излучение в окружающее пространство отсутствует., т.е. обеспечивается возможность одновременной работы с другими радиоэлектронными устройствами, что обеспечивает выполнение требований по радиоэлектронной совместимости. Формула изобретения

Способ измерения амплитудно-фазового распределения поля на элементах фазированной антенной решетки (ФАР), включающий генерацию СВЧ-сигнала и подачу его на исследуемую ФАР, формирование фазового распределения по элементам ФАР, обеспечивающего минимальное значение амплитуды сигнала и на выходе ФАР, поочередное введе- }1ие фазового сдвига в цепи i-ro излучателя ФАР при первоначсшьно сформированном фазовом распределении на остальных элементах ФАР и измерение при этом комплексной амплитуды сигнала на выходе ФАР Uj , определение амплитуды А-, и фазы Ф,- поля на i-м элементе ФАР, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения переотражений i от окружающих предметов при испытаниях взаимной ФАР, СВЧ-сигнал подают на выход исследуемой ФАР, излучатели которой короткозамкнуты, комплексную амплитуду сигнала на выходе 5 ФАР Ujj определяют при значении вого сдвига- в цепн i-ro излучателя, равном рад, и определяют амплитуду А и фазу ф; поля на i-м злементе ФЛР по Формулам

А.)| I U ,-i4;i ;

. 4

arg(l ,),

где ,2,3,...,M; N - число элемен- 5тов ФАР.

Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения переотражений от окружающих предметов при испытаниях взаимной фазированной антенной решетки (ФАР). Сущность данного способа поясняется устройством, содержащим СВЧ-г-р 1, направленный ответвитель 2, циркулятор 3, ФАР 4 с элементами 5, отражающий короткозамыкатель 6, делитель 7 мощности, фазовращатель 8, аттенюатор 9, гибридное соединение 10 и амплифазометр 11. Для достижения цели СВЧ-сигнал подается на выход исследуемой ФАР 4, излучатели которой короткозамкнуты. При этом комплексную амплитуду сигнала на выходе ФАР 4 определяют при значении фазового сдвига в цепи I-го излучателя, равного φ/2 рад. Затем по ф-лам определяют амплитуду а_I и фазу Ф_I поля на I-м элементе 5 ФАР 4. 1 ил.

Редактор Т.Лазоренко

Составитель П.Савельев Техред Л.Олийнык

Заказ 6604/52

Тираж 714

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Э.Лончакова

Подписное