Устройство для определения диаграммы направленности антенны Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

11

10

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано при настройке и испытаниях антенн.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для определения диаграммы направленности (ДН) антенн.

Устройство для определения ДН антенн включает СВЧ-генератор 1, выход которого является выходом для подключения входа исследуемой антенны 2, измерительный зонд 3, размещенный на сканирующем механизме 4, который расположен в ближней зоне исследуемой антенны 2, фотоприемник 5, закрепленный вместе с зондом 3 на сканирующем механизме 4, амплифазометр 6, первый вход которого подключен к выходу зонда 3, а второй вход - к выходу СВЧ-генерато- ра 1, последовательно соединенные фазометр 7, первый вход которого подключен к выходу фотоприемника 5, и сумматор 8, выход которого подключен к второму входу блока обработки 9, первый вход которого подсоединен к амплитудному выходу амплифазомет- ра 6, фазовый выход которого подключен к второму входу блока обработки 9, лазер 10, последовательно размещенные на оптической оси лазера Ю коллиматор 11, пространственно- временной модулятор света (ПВМС) 12 и блок 13 развертывания луча в сектор в плоскости сканирования зонда 3 Устройство для определения ДН антенны работает следующим образом. i

Сигнал с СВЧ-генератора 1 поступает на антенну 2 и второй вход амплифазометра 6. На первый вход амгошфаэометра 6 поступает сигнал с зонда 3, перемещаемого сканирующим механизмом 4 в плоскости раскрыва антенны 2. С амплитудного выхода амплифазометра 6 снимается сигнал об амплитудном распределении СВЧ-поля, а с фазового выхода снимается сигнал о фазовом распределенииСВЧ-поля в зоне перемещения зонда 3. Опорная оптическая плоскость, принимаемая за идеальную, создается развертыванием с помощью блока развертывания 13 в сектор лазерного луча в требуемой плоскости сканирования зонда 3. При этом, с помощью коллиматора 11 фор

5

0

5

0

5

0

5

мируется параллельный световой пучок с поперечным сечением

S Зг 2 AZMCUC

где 2ДЈМ к величина максимального отклонения положения зонда 3 от опорной плоскости.

Сколлимированный световой пучок модулируется в направлении, перпендикулярном плоскости сканирования зонда бегущей волны яркости при помощи ПВМС 12, т.е. распределение яркости в поперечном сечении светового

пучка подчиняется закону (Qt-kzJ

l(Z,t) IoeU

Длина волны яркости выбирается равной длине волны СВЧ-излучения, что, впрочем, не является обязательным, однако упрощает работу устройства. Фотоприемник 5 принимает модулированный во времени сигнал, фаза которого определяется отклонением фотоприемника 5 относительно оси светового пучка. Сигнал с выхода фотоприемника 5 подается на первый вход фазометра 7, на второй вход которого подается опорный сигнал с ПВМС 12. На выходе фазометра 7 формируется сигнал, определяемый отклонением зонда относительно опорной оптической плоскости с точностью до постоянной. Выбирая фазу опорного сигнала таким образом, чтобы на выходе фазометра 7 формировался сигнал, соответствующий нулю при AZ 0, можно добиться того, что показания фазометра 7 будут определяться только лишь отклонением зонда 3 от опорной оптической плоскости

2 о

где А - длина волны яркости.

Й-

Значение фазы на .амплифазометре 6 в каждой точке измерения определяется выражением

/

9,-Ц f-«

где (| - значение фазы в опорной плоскости.

В случае, когда сигнал имеет полярность, обратную сигналу Ф0, то сигнал на сумматоре 8 образуется как разность двух сигналов

I

P cf + - /и -|AZ f

так как Л .

Таким образом, измерение фазы СВЧ-сигнала производится на плоскости, задаваемой при развертывании лазерного луча в сектор, независимо от реального положения зонда 3 в пространстве. Сигналы об амплитуде СВЧ-поля с амплитудного амплифазо- метра 6 и о фазе СВЧ-сигнала с сумматора 8 вводится в блок обработки 9, который производит вычисление диаграммы направленности по известным алгоритмам.

Таким образом, введение коллиматора 11, ПВМС 12, фазометра 7 и сумма- 2Q тора 8 позволяет создать систему определения диаграммы направленности антенны, инвариантную относительно колебания зонда 3 в направлении, перпендикулярном плоскости сканирования,25 что позволяет избежать операции- машинной коррекции фазы при произведении пересчета поля ближней зоны в поле дальней зоны и, таким образом, повысить точность измерения за счет Q непосредственного измерения фазовой поправки к результатам измерений.

0

5

Q 5 Q

Формула изобретения

Устройство для определения диаграммы направленности антенны, включающее измерительный зонд и фотоприемник, размещенные на сканирующем механизме СВЧ-генератор, выход которого является выходом для подключения входа исследуемой антенны, амп- лифазометр, первый вход которого подсоединен к выходу измерительного зонда, а второй вход - к выходу СВЧ-генератора, лазер с блоком развертывания луча в сектор и блок обработки, к первому входу которого подключен амплитудный выход амплифа- зометра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно размещенные на оптической оси лазера, между ним и блоком развертывания луча в сектор коллиматор и пространственно-временной модулятор света, фазометр, первый вход которого подключен к фотоприемнику, а второй - к выходу пространственно-временного модулятора света, и сумматор, включенный между выходом фазометра и вторым входом блока обработки, а второй вход сумматора подсоединен к фазовому выходу амплифазометра.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано при настройке и испытаниях антенн. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит СВЧ-ге- нератор 1, исследуемую антенну 2, измерительный зонд 3, сканирующий механизм 4, фотоприемиик 5, амплифа- зометр 6, фазометр 7, сумматор 8, блок 9 обработки, лазер 10, коллиматор 11, пространственно-временной модулятор (ПВМ) 12 света и блок 13 развертывания луча в сектор. ПВМ 12 света модулирует коллимированный луч лазера 10 в поперечном направлении бегущей волной яркости с длиной волны, равной длине волны СВЧ-генера- тора 1. Вследствие этого сигнал на выходе фотоприемника 5 пропорционален фазовой ошибке, обусловленной отклонением зонда 3 от заданной плоскости, и с использованием фазометра 7 и сумматора 8 производится прямой учет фазовой ошибки. 1 ил. с SS (Л