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

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения фазовой диаграммы направленности (ДН) антенны при ее испытаниях и настройке.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг. 1 приведено взаимное размещение исследуемой и слабонаправленных антенн для пояснения сути способа измерения: на фиг. 2 - структурная электрическая схема устройства, реализующего способ измерения фазовой ДН антенны.

Устройство, реализующее способ измерения фазовой ДН антенны, включает (фиг.2) генератор 1, выход которого является выходом для подсоединения входа исследуемой антенны 2, установленной на поворотном блоке 3 и блоке 4 поперечного перемещения зонда, включающего две слабонаправленные антенны 5, разнесенные на угол А ©относительно исследуемой антенны и расположенные в горизонтальной плоскости относительно исследуемой антенны 2 (фиг.1). Выходы антенны 5 подсоединены к плечам гройника б, вывод которого подключен через детекторную секцию к индикатору 8.

Способ измерения фазовой ДН антенны реализуется следующим образом.

Исследуемая антенна ориентируется на приемные антенны 5 так, чтобы направление 0 0 совпадало с направлением на первую из них. Направление на вторую антенну соответствует углу ДЭ. Величина Д0определяется желаемым шагом измереО

сг

к: ч:

Ј

ния фазовой ДН и обеспечивается выбором расстояния между приемными антеннами В (фиг.1).

Расстояние между исследуемой 2 и слабонаправленными антеннами 5 Н выбирается из условия дальней зоны

Н М

Т

где М - число, зависящее от требуемой точности измерения фазы;

L- максимальный размер апертуры антенны 2;

А- длина волны,

Излученные сигналы, имеющие в направлениях 0 0 И0 Д0 разность фаз Лушринимаются двумя антеннами 5, складываются противофазно на высокой частоте, суммарный сигнал детектируется, а затем измеряется амплитуда результирующего колебания U, Р(0)-Р(0 + Д0) F(0)- Р(0 + Д0) е Далее производится

перемещение антенны 2 по оси х, благодаря чему возникает дополнительная разность хода Д|/(Фиг.1) которая определяется выражением

v(M% f4HMB o2 f

где Дх- величина перемещения.

С ее учетом амплитуда принимого сигнала

равна

U1,/|F(()/eJU4 (

Величина перемещения Лх выбирается так,чтобы принятый сигнал был минимален. В этом случае

ьч, м

Таким образом, по величине смещения Лх можно определить разность фаз для направлений 0И04-Д0С учетом того, что Д0 1 H/L 1 (большое расстояние, требуемое из условия дальней зоны)

ТГЛХ Принимаем, что фазовая ДН в направлении 0 0 имеет нулевое значение ( 0 ) 0. Тогда в направлении 0 Д0ее значение равно )1 ,i/(Д0) .

Затем исследуемую антенну 2 устанавливают в первоначальное положение (Дх)0 и поворачивают на угол Д0 Теперь первой приемной антенне 5 соответствует направление 0 Д0а второй- 2 Д0.Аналогичным образом измеряется сдвиг фаз Соответственно значение

0

5

0

5

фазовой ДН чр(2Д0) + и т.д Сказанное поясняет принцип измерения. Однако в действительности при перемещении, измеряемой антенны на величину Дхугловое направление изменяется от знаДхчения 0 Д00 4- Д© , Д0 arctg -п-

(фиг.1). Можно обеспечить условия, при

которых изменение его влияние невелико, и учесть его при обработке результатов измерений. Действительно, начиная от второго измерения определенное значение соответствует разности фаз не (0 + Д0)-1(0), а

+ Д©1 + Д0)-1/;(0 + Д01).

Используя линейную интерполяцию, можно, зная предыдущие значения, найти значение фазовой ДН п направлении

(0 + Д01)

dv(Q) de

и уточнить результаты измерения с учетом этой поправки. Окончательная формула имеет вид

ty(o) 0,q)Ueh&q,, Ф(гд9)лд, +

qj(0fu0 )(0)

U9

uq,- дер.

u90 MT.A.

&9 u°2 Таким образом, расчет фазовой ДН (в радианах) по измеренным величинам смещения ДХ| производится по формуле

5

0

5

0

y(ii9) . лхл

ъвТ.

1 4

ЛУ;

АХ;.,-&у;

А

Н

LJ

где Лх, - величина смещения в 1-м измерении;

Я- длина волны;

Н - расстояние между антеннами;

Д0- шаг измерения по углу.

Устройство, реализующее способ измерения Фазовой ДН, реализуется следующим образом.

Излучение приемных антенн 5 проходит через равные отрезки фидеров до тройника 6, где два сигнала вычитаются. Результирующий сигнал детектируется в детекторной секции 7, после чего поступает на вход индикатора 8, где фиксируется. Устройство поперечного перемещения исследуемой антенны 2 обеспечивает нахождение положения AXj при котором результирующий сигнал на индикаторе 8 минимален.

Таким образом, использование данного измерения позволяет проводить измерения фазы, измеряя только амплитуду сигнала, что обеспечивает повышение точности.

Формула изобретения Способ измерения фазовой диаграммы направленности антенны, включающий излучение сигнала исследуемой антенной, многократное выполнение измерительного цикла, включающего прием излученного исследуемой антенной сигнала зондом, состоящим из двух слабонаправленных антенн, разнесенных на угол А ©относительно исследуемой антенны и расположенных на одинаковых расстояниях от нее в горизонтальной плоскости, проходящей через фазовый центр исследуемой антенны, противофазное сложение принятых сигналов, их детектирование, регистрацию и пово- рот исследуемой антенны на угол Д© относительно вертикальной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перемещают исследуемую антенну параллельно линии, соединяющей слабо-

направленные антенны, до достижения минимального значения зарегистрированного сигнала и фиксируют это перемещение Axi после чего возвращают исследуемую антенну в первоначальное положение и определяют фазовую диаграмму направленности антенны по формуле

, . Г JL, ЛУ; ДХ;М-ЛХ;

Y м -«Aesr- +z:- -

AV п -

xAIil н J

где Я - длина волны сигнала, излучаемого исследуемой антенной;

Н - расстояние от центра линии, соединяющей слабонаправленные антенны, до исследуемой антенны;

п -число поворотов исследуемой антенны до достижения углового положения ©п п Д0

Изобретение о гносится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения фазовой диаграммы направленности антенны при ее испытаниях и настройке. Цель изобретения - повышение точности. Цель изобретения достигается тем, что электромагнитное поле исследуемой антенны принимают двумя идентичными слабонаправленными приемными антеннами, принятые колебания противо- фазно суммируются, выходной сигнал детектируется. Исследуемую антенну перемещают параллельно линии, соединяющей фазовые центры приемных антенн, в плоскости расположения приемных и исследуемой антенн. Регистрируют величину смещения ДХ| исследуемой антенны, которая определяется при минимуме выходного сигнала, и определяют фазовую диаграмму направленности по приведенной формуле. 2 ил. С/1 С

Редактор А. Маковская

Фиг.2

Составитель П. Савельев

Техред М.МоргенталКорректор М. Шароши ,