Способ измерения полей рассеяния и дифракции на телах Советский патент 1990 года по МПК G01R29/10 

31

Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для измерения объемных полей рассеяния и дифракции на телах, расположенных, в зоне Френеля антенны.

Цель изобретения - обеспечение измерения объемной диаграммы рассеяния и дифракции на телах, расположенных в зоне Френеля облучателя, при одно- временном повышении точности.

На чертеже приведена конструкция устройства, реализующего способ измерения полей рассеяния и дифракции на телах, расположенных в зоне фре- неля.

Устройство, реализующее способ измерения полей рассеяния и дифракции на телах, расположенных в зоне Френеля, включает исследуемое тело 1, излучатель 2, приемную антенну 3, поворотный круг 4, -кронштейн (дуга) 5 для крепления приемной антенны 3, генератор 6, приемник 7 и регистратор

Способ измерения полей рассеяния и дифракции на телах, расположенных в зоне Френеля антенны реализуется следующим образом.

Если на круг 4 установить иссле-, дуемое тело 1, то как на освещенной, так и на теневой его части, наводятся токи, являющиеся вторичными источниками электромагнитного поля. Поскольку расстояние между излучателем 2 и телом 1 постоянно, то наведенные токи стационарны и вторичное поле имеет диаграмму рассеяния. При вращении круга 4 расстояние между излучателем 2 и приемной антенной 3 также постояно , а расстояние между телом 1 и при емной антенной 3 непрерывно изменяется, а соответственно изменяется и разность хода между полем излучателя и полем, рассеянным исследуемым тело 1. Разность можно определить по фор- муле dR

где

- г d f d + т l :2drcos - cos в - dcoscfcos б i(1)

расстояние между излучателем 2 и телом 1j расстояние между излучателем 2 и приемной антенной 3, угол места приемной антенны на дуге 5 угол между г и d.

Будем рассматривать в качестве излучателя 2 несимметричный вертикальный вибратор с симметричной ДР.

Ч

Электрическая составляющая поля, излученного вибратором, Ев на теле равна

ЕтЯ 1 Е..

(2)

Разность фаз, изученных излучателем 2 и телом 1 , в зависимости от i/

запишется

Дц kdcos (f cos б- (f ,

(3)

, 2ff где к - i /i

t - изменение фазы поля при отражении от тела ( Vi 7Г ) . Суммарное поле системы вибратор- тело в дальней зоне равно

Ё Ёв + Ёт

-jkdcosifcose+li

ЙЕ, е (1 + е1 ЧFT(u)),(4)

где FT(if) - диаграмма рассеяния тела. ДН системы вибратор-тело в тальной плоскости запишется

FT(q) 1 + - FT (q)cos(kdcosq cos б -fi).

(5)

При сложении полей интерференционная картина. Интерференционные максимумы наблюдаются в случае

kdcosifcos6 -1Г О, 2ТГ, 41Г,.. . ,2п,

(6)

где п 0,1 . „. .

Ориентацию максимумов системы вибратор-тело можно определить из выражения (6)

kdcosycos 0 - f 2nf, откуда

cosQcosM n (n + 2

и агссоз Ге(п +1Ь (7)

Ориентация максимумов определяется из условия

kd cosqcos б - IT (2n + 1)1Г ( откуда

55

cos q

dcos$

n;

arccos

(8)

51538151

Амплитуды интерференционных максимумов системы вибратор-тело равны

Оп

во

Определяют угол г точки

П

Производят нормировку

Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения - повышение точности и обеспечение измерения объемной диаграммы рассеяния (ДР) и дифракции на телах, расположенных в зоне френеля облучателя. Данный способ измерения реализуется устройством, содержащим исследуемое тело 1, излучатель 2, поворотный круг 4, кронштейн 5 для крепления приемной антенны 3, г-р 6, приемник 7 и регистратор 8. При установке тела 1 на круг 4 на теневой и освещенной частях тела 1 наводятся стационарные токи. Вторичное поле имеет ДР. Эта ДР строится по точкам, число которых соответствует числу интерференционных максимумов. Чтобы повысить точность измерения ДР, необходимо увеличить расстояние между излучателем 2 и телом 1 или произвести несколько записей при расположении тела 1 в заданных точках. Точность измерения ДР повышается за счет уменьшения влияния нестабильностей измерительно-регистрирующего комплекса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ЕвО , (9) 5

а минимумов

1

%м«нЧ - V1 -JM4,)). (10) Вычитая из максимума минимум, получим

ЕЧ - Емп„ Л

,o(Lfn) -Е„ИН(Ч„)

(11) 1

- 2j Fr(tf

Таким образом, глубина изрезанно- сти ДН системы равна удвоенной амплитуде поля, рассеянного телом 1.

Диаграмма рассеяния (ДР) строится по точкам, число которых соответствует числу интерференционных максимумов. Чтобы повысить точность измерения ДР необходимо увеличить расстояние d или произвести несколько записей при рас- положении испытуемого тела в точках d. и d+ J . При этом будут получены точки, расположенные по обе стороны от интерференционных максимумов и минимумов, а угол и (j между этими точками определяется из выражения

u(f - W d ± п Л

3

arccos

it7 Ч.(12)

Вначале исследуемое тело устанавливают на расстоянии d от вибратора и производят запись ДН системы вибратор-д,, тело. Затем тело последовательно устанавливают в точки d + cf (например,

« А , о кратно - . . .) и производят анало гичные измерения. Производится калибровка уровней Е и тарировка углов if. 45

По получении ДН определяют разность между прилегающими max и min и находят амплитуду поля рассеяния, соответствующую

50

EmaKc() -ЕМН„(1ЛО

ДЕ(Ч)

-(13)

Определяют точку Б., пересечения линии уровня

EcpW ( (14) с участком ДН,соединяющим тгах и min.

ЛЕ()

йЕ

(15)

МШК-С

10

15

т 5 30

35

-д,,

45

ь 50

)

55

)

Строят ДР. Для автоматизации процессов измерений, регистрации и обработки используются магнитный регистратор серии МИР и обработка на ЭВМ.

Время вращения круга на один оборот составляет 20-60 с. Время разворота круга на интерференционный шаг (max-min-max) составляет 0,1-1 с. За это время уровень излучения генератора и усиление приемника практически не изменяется и поэтому точность определяемых параметров весьма высока.

Со временем регистрируемый сигнал может изменяться по амплитуде, однако соотношение минимумов и максимумов, по которым строится диаграмма рассеяния, практически не изменяется.

Использование изобретения обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

вместо только отраженного поля в обратном направлении можно записать объемную ДН поля, рассеянного телом, в верхней полусфере,

повышается точность измерения ДР за счет уменьшения влияния нестабилъ- ностей измерительно-регистрирующего комплекса.

Формула изобретения

ге в вертикальной плоскости с центром, совпадающим с центром облучателя , причем дуга находится в дальней зоне системы облучатель - исследуемое тело, измеряют минимальные и максимальные значения амплитуды принятого суммарного электромагнитного поля, при вращении системы облучатель - исследуемое тело фиксируют углы ее поворота, соответствующие этим значениям для данного положения приемной антенны на дуге, определяют диаграмму направленности рассеяния по разностям соседних максиРедактор Л. Гратилло

Составитель П. Савельев

Техред М. Ходанич

Заказ 168

Тираж 541

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

мальных и минимальных значений амплитуды принятого электромагнитного поля в направлении, определяемом полусуммой углов поворота системы облучатель - исследуемое тело, соответствующих данным соседним максимальному и минимальному значениям амплитуды принятого суммарного электромагнитного поля.

Корректор С.Шекмар

Подписное