Устройство для измерения параметров антенн Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенн в процессе их настройки и испытаний.

Цель изобретегния - повышение точности и уменьшение габаритов.

На фиг.1 приведена схема устройства при использовании в качестве коллиматора зеркальной антенны; на фиг.2 - схема устройства для измерения параметров антенны при использовании в качестве коллиматора ап- ланатической линзы; на фиг.З - радиопог- лощзющий материал, поперечное сечение; на фиг.4 - то же, вид сверху.

Устройство для измерения параметров антенн (фиг.1) включает облучатель 1, установленный в фокусе зеркальной антенны 2, и плоский радиопоглощающий материал 3, установленный перед испытуемой антенной 4, По фиг.2 в состав устройства для измерения параметров антенн используется апла- натическая линза 5.

При этом плоский радиопоглощающий материал 3 выполнен в виде пятислойной структуры (фиг.З), два наружных слоя 6 и 7 которой выполнены из диэлектрика, центральный 8 и прилегающие к нему слои 9 и 10 выполнены из поглощающего материала, в

О

ю со

о (

прилегающих слоях 9 и 10 выполнены отверстия 11 диаметром d А/4, центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников (фиг.4) со стороной а d . а толщина каждого слоя

равна A/ 4VrF) где А -рабочая длина волны; Ј,// - электрическая и магнитная проницаемости материала со- ответствующего слоя,

Устройство для измерения параметров антенн работает следующим образом.

Квазиплоская электромагнитная волна, сформированная зеркалом 2, проходит через плоский радиопоглощающий материал 3 без заметных отражений (за счет хорошего согласования структуры 3 материала со свободным пространством с обеих сторон) и облучает испытуемую антенну 4. Часть мощности волны, упавшей на антенну 4, отражается, в обратном направлении на радиопоглощающий материал 3, на зеркало 2 и затем на излучатель 1. Переотразившись, эта волна проходит через радиопоглощающий материал 3 второй раз, что и позволяет значительно ослабить переотраженную волну по сравнению с падающей, которая проходит через радиопоглощающий материал 3 один раз.

На фиг.2 изображено устройство для измерения параметров антенн, содержащее в составе коллимирующей системы апла- натическую линзу 5. Испытуемая антенна 4 расположена от радиопоглощающего материала 3 на расстоянии I А . В этом коллиматоре возможно изменение угла падения квазиплоской волны на неподвижную антенну 4 за счет смещения излучателя 1 из фокуса.

Вместо апланатической линзы можно использовать ФАР с управляемыми фазовращателями для качания фронта квазиплоской волны и измерения диаграммы направленности испытуемой антенны в некотором секторе.

Для того, чтобы радиопоглощающий материал 3 не искажал проходящую через нее квазиплоскую волну, его структура должна быть однородной, хорошо согласованной со свободным простран ством с обеих сторон и обеспечивать ослабление прошедшей волны на 5-10 дБ,

На фиг.З и 4 приведен пример реализации согласованной с обеих.сторон поглощающей структуры, составляющей радиопоглощающий материал 3, состоящий из пяти слоев, из которых три средних слоя 8-10 выполнены из радиопоглощающего

0

5

0

материала, а два наружных слоя 6 и 7 выполнены из радиопрозрачного диэлектрика.

Средний слой 8 представляет собой радиопоглощающий материал интерференционного типа, например ХВ, толщина которого h А / 4V Ef-i ( с ,fi - диэлектрическая и магнитная проницаемости). С обеих сторон среднего слоя 8 установлены слои 9 и 10, каждый из которых состоит из двух таких же слоев, как 8, но перфорированных отверстиями 11 так. чтобы объем оставшегося материала равен объему отверстий. В этом случае объемная плотность /91 0,5/э и усредненное

5

0

5

0

5

0

5

значение 0,5 ЕЦ .

Для того, чтобы обеспечить поляризационную изотропность отверстия 11 в слоях 8 и 9 располагаются в вершинах правильного шестиугольника, их диаметр d А /4 , а сторона правильного шестиугольника определяется формулой а d v ,-

В этом случае обеспечивается указанное условие равенства обьема оставшегося материала объему отверстий.

При таком выполнении слоев они работают как радиопоглощающий материал итерференционного типа, обеспечивающий согласование среднего слоя 8 со свободным пространством,

Наружные слои 6 и 7 выполняются из радиопрозрачного диэлектрика, например пенополистирола ,4,/i2 1

Наружные слои 6 и 7 работают как согласующие и изолирующие при установке поглощающей структуры на раскрыв устройства для испытания антенн.

Радиопоглощающий материал 3 работает следующим образом.

Каждый из слоев 6-10 работает, как интерференционный радиопоглощающий мате- риал. Толщина каждого слоя выбирается такой, чтобы падающие электромагнитные волны, прошедшие в слои и вернувшиеся после переотражения от противоположной стороны, были в противофазе. Это обеспечивается при выполнении условия

h A/4VЈ

Однако каждый из слоев узкодиапазо- нен как по длине рабочей волны, так и по углу падения волны на слой. Пятислойная поглощающая структура, изображенная на фиг.З и 4, значительно диапазоннее.

Для того, чтобы при прохождении волн через слои 9 и 10 не сказывалась неоднородность слоя из-за отверстий 11, диаметры

этих отверстий должны быть меньше четверти длины волны, а для того, чтобы слои были поляризационно изотропными, расположение отверстий должно иметь угловую симметрию, например отверстия могут располагаться в вершинах правильного шестиугольника.

Таким образом, при использования изобретения повышается точность измерений параметров антенн при использовании кол- лимирующих систем за счет снижения отражений от радиопоглошающего материала, а также уменьшаются габариты устройства,

Формула изобретения Устройство для измерения параметров антенн, включающее коллиматор, испытуемую антенну и плоский радиопоглощаю- щий материал, установленный между коллиматором и испытуемой антенной, размер которого больше размеров апертуры коллиматора и испытуемой антенны, о тли3

5

чающееся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов, плоский радиопоглощающий материал расположен параллельно раскрыву испытуемой антенны на расстоянии от него, большем рабочей длины волны, и выполнен в виде пятислойной структуры, два наружных слоя которой выполнены из диэлектрика, центральный слой и прилегающие к нему слои выполнены из поглощающего материала, в прилегающих слоях выполнены отверстия диаметром d А / 4, центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников со стороной

-d«

а толщина

каждого слоя равна А / AVEft, где А - рабочая длина волны; Е ,ц - электриче- 20 екая и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя.

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение габаритов устройства. Устройство включает коллектор, испытуемую антенну и плоский рэдиопогло- щающий материал (РПМ), установленный перед испытуемой антенной, размер которого больше размеров апертуры коллиматора и испытуемой антенны, при этом РПМ расположен параллельно раскрыву испытуемой антенны на расстоянии I А и выполнен в виде пятислойной структуры, два наружных слой которой выполнены из диэлектрика, центральный слой и прилегающие к нему слои выполнены из поглощающего материала. В прилегающих слоях выполнены отверстия диаметром d A/4 , центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников со стороной а d v л/Уз . а толщина каждого слоя равна Я / 4V efi , где А - рабочая длина волны; Ј,/ - электрическая и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя, Применение РПМ на указанном расстоянии позволяет выполнять измерения параметров антенн с сохранением реального амплитудно-фазового распределения при максимально возможном уменьшении габаритов устройства. Применение РПМ указанной структуры обеспечивает улучшенное согласование свободным пространством, что уменьшает переотражение от РПМ. 4 ил. Ё

фие.1

i

)

Фиг. 2

Фи&.З

°о°о060о0К

r ur U Uo r О

охохохо о

o°0°S° °§0 °

о о о

Фиг. 4

11

11

А.