Способ измерения параметров фазированной антенной решетки Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров фазированной антенной решетки (ФАР) при ее настройке и испытаниях с использованием коллимирующих систем.

Цель изобретения - повышение точности и уменьшение расстояния между исследуемой ФАР и коллиматором.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства для измерения параметров ФАР; на фиг. 2 - схема процесса распространения сигналов.

Устройство, реализующее способ измерения параметров ФАР, включает коллиматор 1 с подключенным к нему генератором 2 сигнала, измеритель 3 сигнала, подключенный к требуемым каналам исследуемой ФАР 4, при этом выход генератора 2 сигнала

коммутируется либо на вход коллиматора 1, либо на вход требуемого элемента ФАР 4 с помощью коммутатора 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Рассмотрим вначале физическую модель процесса. В отсутствии коллиматора связь между ближайшими элементами ФАР 4 определяется волной Vi, распространяющейся от элемента AI к элементу Аа (фиг. 2). При измерениях коллиматор 1 располагается перед ФАР 4 параллельно ей и, помимо волны Vi, на элемент А2 попадает после отражения от раскрыва коллиматора 1 волна Va.

Результирующее поле в месте расположения элемента А2 можно записать в виде суммы мгновенных значений волн, прямой

coswt(1)

и отраженной от раскрыва коллиматора 1

Е2-Л-Ґ со.(Ш|-АгЛЈ-.у).г

d +Л- ,« Т где А - амплитудная постоянная;

С)

Д г Vd 2 + 4 I - d - разность хода лучей.

Суммируя (1) и (2), получают

- l№f+i4&-t 4№№P-™i &+r

XCOS((ut -ip)

s-j + sKAr-r+y),Л

Выполнение условия

F(ft)

Rd

F(0TJ

45

2л:

+ COs(Vd2+4|2 d) (5)

приводит к взаимной компенсации второго члена (обусловленного волной Va) и третьего (интерференционного) члена в выражении (3), стоящих под знаком радикала, что обеспечивает исключение искажений связи между ближайшими элементами ФАР 4, При этом амплитуда принятого излучателем Аа сигнала равна амплитуде принятого этим излучателем сигнала при размещении ФАР 4 в свободном пространстве.

5

1015

2Q

25

30

35

45

50 55

Ввиду периодичности интерференционного члена относительно аргумента косинуса таких оптимальных расстояний I, когда выполняется условие (5), может быть несколько. Выбор минимального из них позволяет обеспечить достижение цели.

Для элементов, находящихся один от другого через 1, 2,... и т.д. излучатель, полной компенсации искажений не происходит, однако не только этими искажениями, , но и влиянием самих связей между несмежными элементами ФАР 4 на ее параметры можно пренебречь в силу их малости.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

Генератор 2 сигнала с помощью коммутатора 5 подключают к выбранному элементу ФАР (к элементу А2 фиг. 2). При этом коллиматор 1 удаляют от раскрыва ФАР 4, С помощью измерителя 3 измеряют амплитуду АО сигнала, принимаемого элементом Аа, ближайшим к элементу At. После этого коллиматор 1 помещают перед раскрывом ФАР 4 и, продопжая измерение амплитуды сигнала, принятого элементом А2, изменяют расстояние мехду коллиматором 1 и ФАР 4. При этом фиксируют минимальное расстояние IMMH меж,г.у коллиматором 1 и ФАР 4, на котором и размещают их, После этого выполняют измерения параметров ФАР 4, переключив генератор 2 сигнала на вход коллиматора 1, а измеряемое при этом знамение фазы принятого ФАР или ее элементом сигнала корректируют на величину &.р , вычисляемую по формуле (4).

Использование изобретения позволяет проводить измерения параметров ФАР с высокой точностью на минимальных площадях, благодаря чему можно использовать безэхоеые камеры меньших размеров, которые дешевле больших безэховых камер, используемых для аналогичных измерений по коллиматорному методу.

Формула изобретения Способ измерения параметров фазированной антенной решетки, включающий формирование и излучение коллиматором квазиплоской электромагнитной волны, облучение ею раскрыва исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), измерение амплитуды и фазы принятого исследуемой ФАР сигнала и определение по результатам измерений параметров ФАР, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения расстояния между исследуемой ФАР и коллиматором, перед началом измерений возбуждают один из элементов исследуемой ФАР, раз- мещенной в свободном пространстве и измеряют амплитуду принятого ближайшим к нему элементом исследуемой ФАР сигнала, после чего помещают исследуемую ФАР перед раскрывом коллиматора, вновь измеряют амплитуду принятого тем же ближайшим элементом исследуемой ФАР сигнала при изменении расстояния между коллиматором и исследуемой ФАР, фиксируют минимальное расстояние между ними мин, при котором амплитуды, измеренные в первом и втором измерениях, равны друг другу, после чего измерение параметров исследуемой ФАР выполняют при минимальном расстоянии 1Мин между коллиматором и исследуемой ФАР, а к измеренному значению фазы добавляют поправку, определяемую по формуле

F(ft

V +4

тгятгЕШ

V (12+4Йш, -d)- +r)

co$I(V .

--)-Ґ-+rl

где Ri, у- модуль и фаза комплексного коэффициента отражения от раскрыва коллиматора соответственно:

F( в) - нормированная диаграмма кап- равленности элемента исследуемой ФАР;

01 я/2;

ft - arctg (Ь/21мин):

d - минимальное расстояние между эле- ментами исследуемой ФАР;

Я-длина волны.

Изобретение относится к технике антенных измерений и предназначается для измерения параметров фазированной антенной решетки (ФАР) при ее настройке и испытаниях с использованием коллимиру- ющих систем. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение расстояния между исследуемой ФАР и коллиматором. Способ измерения заключается в формировании и излучении квазиплоской электромагнитной волны с использованием коллиматора, облучении ею раскрыва исследуемой ФАР, измерении амплитуды и фазы принятого исследуемой ФАР сигнала и определении по результатам измерений параметров ФАР, причем до начала измерений возбуждают один из элементов исследуемой ФАР, размещенной в свободном пространстве, и измеряют амплитуду принятого ближайшим к нему элементом исследуемой ФАР сигнала, после чего помещают исследуемую ФАР перед раскрывом коллиматора, вновь измеряют амплитуду принятого ближайщим Элементом исследуемой ФАР сигнала при изменении расстояния между коллиматором и исследуемой ФАР, фиксируют минимальное расстояние между ними при равенстве амплитуде принятого ближайшим элементом исследуемой ФАР сигнала при ее размещении в свободном пространстве, после чего измерение параметров исследуемой ФАР выполняют при минимальном расстоянии между коллимз тором и исследуемой ФАР, а к измеренному значению фазы добавляют поправку, определяемую по полученной ф-ле. Повышение точности измерений обусловлено компенсацией изменений взаимных связей между элементами ФАР, вызываемыми коллиматором, а также учётом искажений фазы. 2 ил. (Л С о 4 х| 4 О 00

Фие.1

Фиг. 2