Способ определения амплитудно-фазового распределения поля антенны Советский патент 1989 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано при создании автоматизированных измерительных комплексов для измерения амплитудно-фазового распределения (АФР) поля антенны.

Цель изобретения - повьппение точности измерений при сохранении быстродействия.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства для осуществления способа определения АФР поля антенны.

Устройство состоит из СВЧ-генера- тора 1, электрически управляемого фазовращателя 2, измерительного зонда 3, исследуемой антенны 4,.фазовог детектора 5, широкополосного усилителя 6, первого и второго синхронных детекторов (СД) 7 и 8, блока 9 формирования управляющих сигналов и блока 10 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-сигнал с выхода генератора 1 помощью электрически управляемого фазовращателя 2 подвергают фазовой модляций по синусоидальному закону, в результате чего он приобретает дополнительный фазовый сдвиг о1- sinfit,

где oi - индекс фазовой модуляции;

п 2(1 ,,

51- частота модуляции. Излученный измерительным зондом 3 и притя- тый исследуемой антенной 4 модулированный сигнал складывают с опорным Амплитуда суммарного сигнала

y Va2-Hx2+2ax cosCif+o -sinQt) , (1) где а - амплитуда опорного сигнала; X - амплитуда измеряемого сигнала;

ц - разность фаз между опорным и нзмеряеьалм сигналами.

После детектирования фазовым детектором 5 и усиления широкополосным усилителем 6 переменная составляющая сигнала

и (t)x cosq -cos(a-sinflt)-sinLC «sin(o(-sinfit)-cos Ч TO () (2)

поступает на сигнальные входы первого и второго СД 7 и 8. Одновременно на ,, управляющий вход первого СД 7 из блока 9 формирования управляющих сигналов поступают прямоугольные импульсы с частотой fl, а на управляющий вход С

второго СД 8 - прямоугольные импульсы с частотой 2Я. На выходе первого СД 7 выделяется постоянное напряжение U,, равное среднему значению сигнала U(t)-G,(t):

U,f,(o().x-sinir,(3)

О, -Т/2 it О,, где G,(t)M

(4)

1, О t Т/2. На выходе второго СД 8 выделяется постоянное напряжение U., равное среднему значению сигнала U(t)-Gi(t).: (t)-x-cos4 ,(5)

ri,-T/4 t -T/8; . где G(t) i 0,-Т/8 4t;J Т/8; . . (6)

il, T/4.

С выходов СД .7 и 8 постоянные напряжения и, и Uj, пропорциональные амплифазным компонентам, поступают в блок 10 регистрации, в котором вычисляются амплитуды и фазы поля антенны по следующим формулам:

(5eU4)2.;

M arcsinUi

(7)

Vu2+(XUz)V

i

где , ({/)/f (o/) - константа, определяемая в результате калибровки, которая заключается в следующем.

В измерительный или опорный канал включают плавный регулируемый фазовращатель и устанавливают с его помощью такой сдвиг фазы, при котором , а достигает своего максимального значения и,„„„с Затем регулировкой плавного фазовращателя добиваются, чтобы и,0, а ljLfjl U2MaKC . Согласно (3) и (5)

« ,

и, МО

(8)

UtM«KC

Амплитуду и фазу поля антенны измеряют для каждого фиксированного положения зонда, перемещение которого осуществляют по выбранной поверхности сканирования с заданным шагом.

Наличие погрешности й индекса, модуляции привЬдит к появлению относительных погрешностей измерений сГ, и с амплифазных компонент х-sin / и x-cost, при этом относительная погрешность определения поля антенны

-COSN-l 81П2 Ц1,

(9)

г IfUo) Hftu)

4

fzCc)

г(с)

Jc/; йо(

(10)

Оптимальное значение индекса фазовой модуляции с учетом искажения спектра широкополосного сигнала Ц (t) в реальных устройствах находится в интервале о( 130-150° , при этом max « (0,3-0,4)(, что меньше, чем пр фазовой манипуляции Г 0,.

Формула и 30 б р е т е н и я

1. Способ определения амплитудно- фазового распределения поля антенны, заключающийся в модуляции СВЧ-сигна

2125,

ла, излучении модулированного сигна-. ла измерительным зондом, приеме излученного сигнала измеряемой антенной и суммировании его с немодулирован- ным СВЧ-сигналом, детектировании суммарного сигнала и выделении из неГо амплифазных компонент, поля путем синхронного детектирования, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений при со- хранении быстродействия, СВЧ-сигнал модулируют по фазе по синусоидальному закону.

5 -2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что индекс фазовой модуляции выбирают из интервала 130- 150.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано при создании автоматизированных измерительных комплексов для измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны. Цель изобретения - повышение точности измерений при сохранении быстродействия. Измеряемый сигнал подвергают фазовой модуляции по синусоидальному закону, складывают его с опорным сигналом и детектируют суммарный сигнал. Полученный в результате детектирования сигнал разделяют и преобразуют путем синхронного детектирования в постоянные напряжения, пропорциональные амплифазным компонентам поля. Затем вычисляют амплитуду и фазу поля антенны. Оптимальное значение индекса фазовой модуляции выбирают из интервала 130-150°. Устройство, реализующее способ, содержит СВЧ-г-р 1, электрически управляемый фазовращатель 2, измерительный зонд 3, исследуемую антенну 4, фазовый детектор 5, широкополосный у-ль 6, синхронные детекторы 7 и 8, блок 9 формирования управляющих сигналов и блок 10 регистрации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.