Способ определения разности фаз поля антенны Советский патент 1990 года по МПК G01R29/10 

5 противофазного сложения, последовательно соединенные квадратичный детектор 6 вход которого подключен к выходу блока 5, низкочастотный услитель 7 и индикатор амплитуды 8. Антенны 3 и 4 размещены на концах стержня 9, который может вращаться вокруг оси, проходящей через его центр с индикацией угла поворота с помощью датчика 10 угла поворота.

Способ определения разности фаз поля антенны реализуется следующим образом.

В исходном положении обе приемны антенны и исследуемая антенна находятся в одной плоскости (фиг с 1). Приемные антенны находятся на равно удалении от исследуемой антенны, которая излучает сигнал, амплитуды волн равны соответственно A и Aj;, а разность фаз составляет ДЦ), Мощность продетектированного сигнала равна

и А1 + А| А

J akiv п п л.

(1)

вых - 2 2 т,е, не равна нулю, если только А не равно Aj и utfHe равно нулю. После поворота приемных антенн относительно середины отрезка, соединяющего И5 фазовые центры, причем эта ось

перпендикулярна плоскости, в которой I расположены измеряемая и приемная i антенны, возникают дополнительные I фазовые сдвиги, в одной - опережение фазе а в другой - отставание на величину

ДЦ Ы) fk sinpC,

где k - волновое число;

В - расстояние между фазовыми

центрами приемной и передающей антенн;

Сб- угол поворота (фиг, 1) , С учетом этого фазового сдвига продетектированный сигнал изменяется г «2

™х г - 1 - 2АД..)

- 2(j)(oi) .

(2)

Этот сигнал минимален, когда дополнительный фазовый сдвиг скомпен сирует разность фаз принимаемых сигналов, т.е.

iq 2ЛЦ(64)

Таким образом, по величине угла поворота об можно судить о сдвиге фаз. Однако, при повороте измерительньк антенн угол между ними оказывается другим, меньшим исходного (фиг,1). Уменьшение этого угла определяется условием

( Л0созО,

где Д0 - начальный угол между измерительными антеннами, относительно исследуемой антенны; 1 - положение, соответствующее развороту на угол 6. , при

котором принятый сигнал минимален,

следовательно, для восстановления исходной разности фаз надо измеренное значение увеличить в 1/cos& раз. Таким образом, связь угла поворота о и измеряемой разности фаз имеет вид

А( 1 В tge (3)

При повороте измеряемых антенн изменяются также амплитуды принимаемых сигналов (поэтому в формуле (2)

л л записаны значения А и А а не А

и А 2). Эти изменения не должны быть значительными. Для типичных слабонаправленных антенн (например, открытых концов волноводов) ширина. ДН составляет до 60-90. Таким образом, величина Qi не должна превосходить

хотя бы значения 30-45. Поэтому существуют ограничение на величину расстояния между приемными антеннами, т.е. как следует из соотношения (3) при максимальном значении измеряемой разности фаз, равной If , должно вьшолняться условие

- 2ti() - 0,5-0,87.

Аналогично при изменении фазовой ДН в дальней зоне расстояние В свя- зано с шагом по углу 40 соотношением В НД9, где Н - расстояние между приемными и передающей антеннами. Поэтому последнее условие равносильно условию

(0,5-0,866) Ig.

при выполнении указанных условий по предлагаемому способу может быть

однозначно измерена разность фаз л /ч

в пределах от - d до Л .

. 1617391

устройство, реализующее способ Форм определения разности фаз поля антенны работает следующим образом.

Принятые антеннами 3 и 4 сигналы, излученные исследуемой антенной 2, после суммирования в блоке 5 противофазного суммирования детектирования, в квадратичном детекторе и усиления в усилителе 7, измеряются в ре 8. Поворачивая антенны 3 и 4 в плоскости, пр рходящек через фазовые центры этих антенн, и центр антенны 2 вокруг оси О. -{) , проходящей через

ула изобретения

Способ определения разности фаз J поля антенны, включающий излучение сигнала исследуемой антенной, прием его двумя слабонаправленными антеннами, расположенными на одинаковом удалении от исследуемой антенны, сум- индикато- 10 мирование принятых сигналов, детектирование, измерение амплитуды суммарного сигнала и определение разности фаз поля антенны по результатам измерений, отличающийся тем, середину стержня, добиваются минимума 15 что, с целью повьшения точности, сум- сигнала индикатора 8, Далее измеряют мирование сигналов вьшолняют проти- значение угла поворота (yi , при котором вофазно вращают две слабонаправлен- наблкадается минимум сигнала, считывая показания датчика 10. Искомая разность фаз равна Z lfB tgoi/ (где В - 20 расстояние между фазовыми центрами антенн, - длина волны).

Использование изобретения позволяет обеспечить высокую точность измерения, ке уступающую известным уст- 25 ройствам и прототипу. Учитывая, что величина Об ограничена значением 30- 45 , и что оно соответствует максимальному значению Л(р 180, чувствительность измерения фазы может дости- 30 гать углового градуса поворота. Угол поворота может быть весьма легко опре- делен с точностью до долей градуса, например 0,2-0,5. Таким образом,

ошибка измерения фазы может не превы- -le , ..о

шать 1-3 .

ные антенны вокруг центра прямой, соединяющей их фазовые центры и лежащей в плоскости, проходящей через них и фазовый центр исследуемой антенны, до получения минимальной измеренной амплитуды сигнала, фиксируют угол поворота Oi прямой, соединяющей фазовые центры двух слабонаправленных антенн, и определяют разность фаз Atf поля антенны по формуле

ЙЦ В tgci;

ВЬ 0,57,

где В - расстояние между фазовыми

центрами двух слабонаправлен.- ных антенн;

1 - рабочая длина волны исследуемой антенны.

ула изобретения

Способ определения разности фаз поля антенны, включающий излучение сигнала исследуемой антенной, прием его двумя слабонаправленными антеннами, расположенными на одинаковом удалении от исследуемой антенны, сум- мирование принятых сигналов, детектирование, измерение амплитуды суммарного сигнала и определение разности фаз поля антенны по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, сум- мирование сигналов вьшолняют проти- вофазно вращают две слабонаправлен-

ные антенны вокруг центра прямой, соединяющей их фазовые центры и лежащей в плоскости, проходящей через них и фазовый центр исследуемой антенны, до получения минимальной измеренной амплитуды сигнала, фиксируют угол поворота Oi прямой, соединяющей фазовые центры двух слабонаправленных антенн, и определяют разность фаз Atf поля антенны по формуле

ЙЦ В tgci;

ВЬ 0,57,

где В - расстояние между фазовыми

центрами двух слабонаправлен.- ных антенн;

1 - рабочая длина волны исследуемой антенны.

Изобретение относится к способам измерений антенных полей и может быть использовано для определения фазовых характеристик электромагнитных полей, в частности фазовых диаграмм направленности антенн. Цель изобретения - повышение точности. Способ измерения разности фаз поля антенны включает излучение сигнала исследуемой антенной /ИА/, прием его двумя слабонаправленными антеннами, расположенными на одинаковом удалении от ИА, противофазное суммирование принятых сигналов, детектирование, измерение амплитуды сигнала, при этом две слабонаправленные антенны вращают вокруг центра прямой, проходящей через фазовые центры (ФЦ) слабонаправленных антенн, в плоскости, проходящей через ФЦ ИА и слабонаправленных антенн, до получения минимальной измеренной амплитуды сигнала, фиксируют угол поворота α прямой, соединяющей ФЦ двух слабонаправленных антенн и определяют разность фаз поля антенны между ФЦ первоначального размещения слабонаправленных антенн по формуле Δφ =(2φ/λ)^.(BTGΑ), причем B≥0,5λ, где λ -рабочая длина волны ИА

B - расстояние между ФЦ слабонаправленных антенн. Измерение фазы путем измерения угла поворота указанной прямой обеспечивает повышенную точность. 2 ил.

Фиг.2

in