Способ контроля фазированных антенных решеток Советский патент 1990 года по МПК G01R29/10 

шД

СП О5

Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретения - сокращение затрат времени. Сущность данного способа контроля фазированных антенных решеток (ФАР) поясняется устройством, содержащим внешний источник 1 излучения, размещенный с возможностью перемещения по плоскости в ближней зоне контролируемой ФАР 2, ее блок 6 управления, приемник 7, измерительный блок 8 с амплитудной и фазовой ветвями, а также блок 10 управления и обработки. Цель достигается за счет одновременного измерения амплитуды и фазы принятого ФАР 2 сигнала для заданных положений ее зондов 18. 1 ил.

1 СП

Изобретение относится-к области антенных измерений и может быть использовано для измерения амплитудно- фазового распределения (АФР) в рас- крыве фазированных антенных решеток (ФАР), в том числе при контроле ра- , ботоспособности каналов ФАР.

Цель изобретения - сокращение затрат времени .

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способа контроля ФАР.

Устройство, реализующее способ контроля ФАР, включает внешний ис- точник 1 излучения, размещенный с возможностью перемещения по плоскости в ближней зоне контролируемой ФАР 2, состоящей из N каналов (излучатель 3 и фазовращатель 4), выходы которых подключены к сумматору 5, управление фазовращателями производится блоком 6 управления. Выход сумматора 5 подключен к входу приемника 7. На выходе приемника 7, где происходит детектирование СВЧ-сигнала, контрольный сигнал разделяется по амплитудной и фазовой ветвям измерительного блока 8. Амплитудная ветвь измерительного блока 8 содержит амплитудный детектор 9, полосовой фильтр 10, из- меритель 11 напряжения (мощности), фазовая ветвь содержит фазовый детектор 12, полосовой фильтр 13, измеритель 14 напряжения.

Внешний источник 1 излучения включает m-канальный модулирующий генератор 15, выходы которого через блок 16 распределения и переключения подключены к управляющим входам т-канального СВЧ-генератора 17, выходы которого нагружены на m зондов 18. Выходы измерителей 11 и 14 подключены к входам блока 19 управления и обработки,

Способ контроля ФАР реализуется следующим образом.

В каналах внешнего источника 1 излучения СВЧ-генератора 17 вырабатывают сигнал S(t) (ВЧ-несущая), который в каждом канале в зависимости от сое- тояния схем блока 16 приобретает признак (модулируется частотой-признаком, причем к ряду m модулирующих частот-признаков f1 ,...,f предъявляется требование для исключе- ния влияния в дальнейшей обработке гармоник выше второго порядка) Uj(t), где j , от m-канального модулирующего генератора 15 и излучается в

км

пространство. Таким образом над сигналом осуществляется преобразование

V.(t)(t),,S(t). (1)

В области контроля происходит взаимодействие сформированных внешним источником СВЧ-сигналов с каналами контролируемой ФАР 2

Zf(t)k11Vl(t)(t) + ...+Kltr,V,(t); Z2(t)K21Vt)(t) + ...+K7niVM(t);

9

zN(t)K v1(t)(t)+...+KNni/w(t),

(2)

где Z (t)- (,N) - сигнал, принимаемый i-м каналом ФАР 2; коэффициент передачи из m каналов внешнего источника в N элементов ФАР 2, определяемые при нормализованных условиях контроля на эталонной ФАР.

После приема в каждом канале ФАР 2 и прохождения по необходимым конструктивным элементам, суммирования в сумматоре 5, демодуляции в приемнике 7, над сигналом осуществляются преобразования, характеризуемые общим выражением

W,(t)lfx.(Z,(t)). (3)

После деления по амплитудным и фазовым ветвям в измерительном блоке 8 происходит разложение сигналов по приобретенным во внешнем источнике 1 признакам (частотам модуляции) и

Z4X;1X- (Uj(t), (4) J i t J

где ,m.

Комплексная запись функций (1)-(4 отражает наличие и амплитудной, и фазовой составляющих, каждая из которых обрабатывается в соответствующей ветви измерительного блока 8. Сложные функциональные зависимости (4) сводятся к линейным алгебраическим уравнениям, коэффициенты которых определяют экспериментально при контроле эталонной ФАР с заведомо работоспособными каналами.

Число уравнений в системах (4) (,m по фазе и j,m по амплитуде) равно, но m«N, из условия достижения меньших размеров конструкции скомпонованных излучателей внешнего

источника по сравнению с линейными размерами контролируемой ФАР, что необходимо для осуществления контроля в ближней зоне, поэтому системы (4) имеют неизвестных больше числа независимых уравнений. Новые независимые уравнения (дополнение системы) относительно характеристик каналов ФАР получаются изменением месторасположения по плоскости в ближней зоне контролируемой ФАР 2 хотя бы одного излучаемого внешним источником сигнала по отношению к предыдущим облучениям. Дополнительные возможности для получения новых независимых уравнений следующие: пространственные перемещения внешнего источника, варьирование фазовым состоянием секционированных фазовращателем, входящих в число необходимых конструктивных элементов каналов ФАР.

Общее число облучений при наличии m облучающих каналов и m модулирующих частотных признаков определяется как N/m. Значения коэффициентов каждых уравнений запоминаются и хранятся в блоке 19 управления и обработки и после запоминания последнего ряда уравнений образуется система общего вида

т а-н xi+aizxi+ %а INXN

S 2 х а2-2Х2+

агихьр

4Гк ак1х +ангх1 1 aNNxN

где Ј. - значение контролируемых сигналов;

комплексные коэффициенты преобразования сигналов от внешнего источника 1 до выхода измерительного блока 8.

Изменение местоположения зондов 18 45 положения зондов измерительной плоскости и измерения амплитуды и фазы каждой из составляющих должны быть не менее N/m, где N - число каналов контролируемой ФАР,

может быть осуществлено при использовании внешнего источника 1 излучения, с М m зондами 18. В этом случае производится переключение выходов пг

10

15

20

25

30

35

40

канального генератора 15 через блок 16 на различные зонды 18.

При использовании изобретения уменьшаются затраты времени за счет одновременного измерения амплитуды и фазы принятого ФАР сигнала для m положений зондов.

Формула изобретения

Способ контроля фазированных ан- т&нных решеток, включающий излучение сигнала зондом, перемещающимся по измерительной плоскости в ближней зоне контролируемой фазированной антенной решетки (ФАР), прием контролируемой ФАР,сигнала, измерение амплитуды и фазы сигнала на ее выходе и контроль каналов ФАР сравнением измеренного амплитудно-фазового распределения с эталонным, отличающий ся тем, что, с целью сокращения затрат времени, излучают сигнал дополнительно т-1 зондами, одновременно пространственно разнесенными по измерительной плоскости, модулируют сигнал, излучаемый каждым зондом, частотой из частотного ряда f1,,,, ,f,.,.,f wсоответственноsгде , принимают сигналы, излученные m зондами контролируемой ФАР, выделяют из принятого сигнала на выходе контролируемой ФАР составляющие с указанными частотами модуляции, изменяют амплитуду и фазу каждой из составляющих принятого сигнала и запоминают, изменяют местоположение в измерительной плоскости хотя бы одного из зондов и вновь повторяют операции измерения амплитуд и фаз каждой из составляющих принятого сигнала, причем операции изменения место50