Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано для измерения параметров зеркальных антенн при их настройке.

Цель изобретения - измерение коэффициента усиления зеркальной антенны с повышенной оперативностью.

Способ измерения диаграммы направленности (ДН) зеркальной антенны реализуются следующим образом.

Коэффициент усиления (КУ) антенны определяется соотношением

4 П Риал ( 0, р )

подв

0)

где РИЗЛ( в,р) - излученная в направлении в и р мощность;

Рподв - подведенная к антенне мощность.

Ризл(0, Vl E I2. (2) где Е( в, f) - напряженность электрического поля;

W - волновое сопротивление среды, W 120 тт.

|(0,р) ..Ko .

где I ,Н - ток на поверхности S рефлектора:

, 2У60Рподв-Собл i.M) д/р 1 J v

где п - вектор нормали в данной точке поверхности отражателя; О 143 00 О

V4

Ко - орт в направлении определения КУ

F fv(v.Ј)fy+ Ч V- Ч ®

векторная ДН облучения;

Собл - измеренный КУ облучателя в на- правлении максимума его ДН;

р- расстояние от фазового центра облучателя доданной точки поверхности отражателя;

К 2 л/Я - волновое число;

Я - рабочая длина волны.

Подставляя (5) и (4) в (3), затем (3) и (2) в (1), получаем:

(/01т

(Pim (рЗт

Ко М„. ) К 6 ) К ) К

pim , ,/Эзт расстояние от фазового центра облучателя до 1-й, 2-й и 3-й вершин m-й треугольной области на отражателе;

Пт, Г2т, гзт - вектора из начала выбранной системы координат до 1-й, 2-й и 3-й вершин m-ro треугольника:

л . A1m + A2m + Азт

Изобретение касается антенных измерений. Цель изобретения - измерение коэффициента усиления зеркальной антенны с повышенной оперативностью. Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны заключается в измерении формы поверхности отражателя путем измерения координат точек его поверхности с шагом не более 20 длин волн с последующим восстановлением формы поверхности, а также координат облучателя и направления его ось в системе координат, связанной с отражателе ;. Кроме того, измеряют нормированную векторную диаграмму направленности облучателя и его коэффициент облучения. Измерение параметров облучателя производят на расстоянии, равном фокусному расстоянию зеркальной антенны, затем по полученным данным определяют коэффициент усиления зеркальной антенны. у Ј

Собл

, x

eiK(/3-K,)

(6)

Техника вычисления двукратного интеграла в формуле (6) методом трингуляции области интегрирования и линеаризации амплитуды и фазы подынтегрального выражения известна и заключается в следующем.

Для интегрирования поверхность зеркала (отражателя) разбивают на треугольные участки так, чтобы каждый треугольник был образован тремя соседними измеренными точками поверхности, соседние треугольники не пересекались и все треугольники перекрывали отражатель.

В результате для определения КУ зеркальной антенны от формулы (6) переходят к формуле

Собл

я2

{ll, }

где I An - вклад m-й треугольной области на отражателе в общее излучение антенны:

lAn- T1me m + Т2те т +

+ Тзте т ,

где45

( - plm) ( - ф2т)

S Д- площадь проекции треугольника

на плоскость апертуры;

T2m -2SA.

( - plm) ((pirn рЗт) 25Д

Тэт

(У1т - ) (plm «/Urn)

15

0

с

5

0

0

5

0

5

Таким образом, как следует из формулы (6), для определения КУ зеркальной антенны необходимо измерить форму поверхности отражателя путем измерения координат точек его поверхности с последующим восстановлением формы поверхности, а также координаты облучателя и направление его оси в системе координат, связанной с зеркальной антенной, векторную ДН облучателя и его КУ. Измерение этих парзметров облучателя должно производиться на расстоянии, равном Фокусному расстоянию зеркальной антенны, которое обычно не превышает нескольких метров. Последнее обстоятельстве позволяет выполнить эти измерения в лабораторных условиях при значительном сокращении затрат времени.

Кроме того, измерение КУ облучателя позволяет использовать стандартные образцовые антенны, КУ которых известен с высокой точностью и значение которого сравнимо со значением КУ облучателя, вместо использования больших образцовых антенн при определении КУ зеркальных антенн методом сравнения. Это обеспечивает использование дешевых образцовых антенн.

Формулаизобретения°

Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны, включающий измерение координат точек поверхности отражателя с шагом не более 20 длин волн, координат облучателя и направления его оси, в системе координат, связанной с отражателем, измерение нормированной векторной диаграммы направленности облучателя, отличающийся тем, что, с целью измерения коэффициента усиления зеркальной антенны, дополнительно измеряют коэффициент усиления облучателя Собл и определяют коэффициент усиления зеркальной антенны по формуле

Собл

Я2

// iUffi.utfo x

516280176

К 2 я/Я - волновое число;

iK()) S ,2р расстояние от фазового центра обР лучателя до данной точки поверхности отрагде А-рабочая длины волны;жателя:

Ко - орт в направлении определения5

коэффициента усиления зеркальной антен-г - радиус-вектор из начала системы

ны; координат, связанной с отражателем, в

вектор нормали в данной точке по- данную точку поверхности ограничителя; верхности отражателя;S - площадь зеркальной антенны,

F - нормированная векторная диаграм-Ю интегрирование проводиться по поверхно- ма направленности облучателя;сти отражателя.