Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля антенн Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

,00, 00

Ч 1 1/1 4/4.

a2(t) А(1 + m ± Z1 sinkQet)(1 + sink2Q0t) x

г Ki4 00 ,.5А 00 1X cosb0t (0to +A610) Д Z1 Г sinkQ0t) + (620 +А0,0) Ј L k . (3) L .eJ

На выходе СПЧ-сумматора 10 сигналДалее сигнал поступает на квадрабудет равентичный детектор 11, после прохождения квадратичного детектора на вход a(t) a (t) + a,,(t)усилителя 12 промежуточной частоты

45 выделяется сигнал, пропорциональный .

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит СВЧ-генератор 1 , направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3, решетку измерительных антенн, каждая из которых состоит из приемного и передающего излучателей 4 и 8, вентилей 5 и 7 и электрически управляемого фазовращателя 6, а также рупорную антенну 9, сумматор 10, квадратичный и синхронный детекторы 11 и 13, усилитель 12 промежуточной частоты, фильтры 14 нижних частот, управляемые СВЧ-фазовращатели 15, делители 16 и 17 частоты, генераторы 18 прямоугольных импульсов и фазовращатели 19 на 40°. Данное выполнение устройства обеспечивает отсутствие в конечном сигнале составляющих, вызванных неидентичность } коэф. пере- дачи и фазовых сдвигов при установке фазовых дискретов СВЧ-Лазовращателей 15. За счет этого повышается точность измерения во всей рабочей полосе частот. 1 ил. tc (Л

/a(t)/2 f kZL5kK c,(t)2+ (t)Z + A0(lkx;C((t)C2(t)x

xcosfqi,; + (б,;+Лб,;)211 sinkQjt + (02;+Д9г;) | Ј sin2Q. tk - ,00 rl-V5Q,,K.1,5.5 .

- e.o Q,0) | H Ј - ) I z: i sink2c etL

f-4..3.5-

/ & , Oo .

С (t) (1 + m,; 21 17 sinkaOd + m,, « - sink2o.t);

11 K-.

Јf. 1/,oo

k U.S

4 - 1 . .„ v/.A °°

i С (t) (1 + m ; . sinkQat)(1 + m sink2 Z;t)(4)

K«t.),5 л k,i,5

71652943

Нетрудно показать, что выражение

во. со

COelif,. + (в,- + Л01{ ) |Z: Ј sinkQ;t + (02; + &92j) Ј ZL Ј elitist L, oo , ИД5, ,5

- (9,o +A0,0 I z: Ј sinkc ot - вг Ј .tl (5)

МЛ5 K«l..SJ

cos .ir

КЙД5

учетом того, что10д ft fl ft u T

е 2 ; 4 ;Л0 ; +40 5 , оо .

%Z.5usink &COS6; совСв.+Дв,) 0; в1п(01+Ав,) 1;

sin( Г sinkGt) 5 cosCS Aep d -Л02); 5 kr-7

4 ooв, +4вг) | ,

о: sin0-- т- sinUCt ,

11 кч Лможно записать в виде:

° ЧГ,Ц d +Л9г.) Я Ј -inkOjtf: I sink2C7;t (, +4fl)x L- k.o.5. K2

S Slnk 5 ink2not + d| (1 -Ь92,)|Ј sinkn.tx

1 &9г0 Sink2{ ot1 - Г- J| (1 лд 4 в

К«1Л JL« u к

K-US

n

X 2 (1

uui

.oo

-j (1 +&920) -д ZL sinQ tk.gl sin2{ tk + Л5Кk uSk

+ :|(1 +4;)i|Z:rsink ;tS: sink2Q.t Jfd -A0 ) 11 K IA К-1Д5 k2zo

4 . 1

o. z k (6)

K«1.V5

Рассмотрим полученное выражение. Член

Zl sinkO;t|: I sink2g;t §. sinkQet2L -sink2Qot 11 ЫД5k i,,5 .

|y Cos(Q;-Q0)t

после усилителя 12 промежуточной8

частоты, настроенного на частоту

,(О, - 57j/2n , содержит сигнал с час-50 Получим данное выражение. Рассмот- тотой (Q;- Q,) величиныРИМ член

i

. | Si ч-в,« i .ша,..

,5 i

При индексах m 1;n 1;m 3;на частоте Q; /2 if содержит член

это произведениеcosQ.t.

|y Cos(Q;-Q0)t

8

Таким образом, выражение (6) держит S0COSQ;t,

1

1 16

ГДе Ьо - 2 2 (4.1 + 1)(2j + 1)

1

- , (4U3H2U1)

J V

Следовательно, вьфажение (6) на

4

что в конечном сигнапе отсутствуют составляющее m

частоте Q;/2fT содержит член Ј cosQ.t. вызванные неидентичностью коэффициВыражение на частоте

Ql-tto

содержит |5

составляющую величины

о

-2COS()t.

Исходя из изложенного выше, выражение (6) при выделении сигнала с

. tfjo Q;-Qo

частотой можно эа

2 и2 н

писать (пренебрегая членами при го f1 20 ввиду их малости)

cosq)x;(2 + Л.02, A9zo)cosC2;,t -|-2sinCfx;(2 -Л02; A020)sinQ;0t.

Пренебрегая членами при Л02;, А бг ввиду их малости, можно записать

|zcos(Q;ot -+q)t;).

Тогда сигнал, описываемый на частоте усилителя 12 промежуточной частоты, будет иметь вид: и

A0 Lkx;coS(c7ojt +Cfxl),

i

На сигнальные входы синхронных детекторов 13 подаются сигналы вида

A0kx;cos(Q;0+Cf,;),

На гетеродинные входы четных синхронных детекторов 13 подаются сигналы

,

а на одноименные входы нечетных детекторов 13-сигнал с выхода фазовращателя 19, сдвигающего сигнал на 90е, sin«,;0t, отсюда с учетом выра- жения (5) на выходе четных фильтров 14 нижних частот сигнал описывается выражением

Ю

kx;cos(pxi,

,4,6

на выходе нечетных фильтров 14 ниж- 5 них частот сигнал описывается выражением

+. L

А0 Z kr,sinCfx;

1иД5

10Из полусенного выражения видно,

что в конечном сигнапе отсутствуют составляющее m

.t. вызванные неидентичностью коэффициентов передачи и фазовых сдвигов при установке фазовых дискретов СВЧ-фа- зовращателей. За счет этого улучшается точность измерения во всей рабочей полосе частот.

20 ормула изобретения

5

0

5

0

5

Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля.антенн, включающее последовательно соединенные СВЧ-генератор и направленный ответвитель, первый выход которого является входом для подключения исследуемой антенны, решетку, состоящую из измерительных антенн, каждая из которых включает последовательно соединенные приемный излучатель, первый вентиль, электрически управляемый фазовращатель, второй вентиль и пере- дакнций излучатель, размещенные в рас- крыве рупорной антенны, последовательно соединенные СВЧ-сумматор, первый вход которого подключен к выходу рупорной антенны, квадратичный детектор и усилитель промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно 2п цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных синхронного детектора и фильтра нижних частот, выход каждого из которых является выходом устройства, п+1 генераторов прямоугольных импуль0

5

сов, выход каждого из п которых соединен с первым управляющим входом соответствующего электрически управляемого фазовращателя и через делитель частоты на два - с вторым управляющим входом этого же электрически управляемого фазовращателя, управляемый СВЧ-фазовращатель, пер.вый управляющий вход которого подключен к выходу п+1-го генератора прямоугольных импульсов, к которому подключен через делитель частоты на дпа второй управляющий вход этого фазовращателя, п

фазовращателей на 90°, выход каждого нч которых подсоединен к опорному входу соответствующего нечетного синхронного детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены п делителей частоты, вход каждого из которых, подсоединен к второму выходу

соответствующего генератора прямоугольных импульсов, а выход - к входу соответствующего нечетного синхронного детектора и соответствующего фазовращателя на 90°, управляемый СВМ- фа§овращатель включен между вторым выходом направленного ответвителя и вторым входом СВЧ-сумм гора.