Способ определения угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01R29/08 

t

(21)4727667/09

(22)04.08.89

(46) 15.08.91. Бюл. р 30

(71)Научно-производственное обьедине- ние им. С„Ао Лавочкина

(72)В.П„ Бычков и С„А„ Самбуров

(53)621,317.328(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1146609, кл„ G 01 R 29/08, 1982.

Шубарин Ю.Б., Зоркий А„Ф„ Антенные измерения на сверхвысоких частотах Харьков. Изд-во ХГУ, 1962, с. 40-49.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ОРИЕНТАЦИИ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ЭЛЛИПСА ЭЛЕКТРО- МАГШГГНОГО ПОЛЯ

(57)Изобретение относится к технике измерений характеристик электромагнитных полей (ЭМП) и может быть использовано для определения угла ориентации его поляризационного эллипса (ПЭ). Цель изобретения - повышение точности одновременно с измерением угла поворота измерительной антенны. Для этого

в способе, включающем прием ЭМП измерительной антенной 1, вращение измерительной антенны 1 с помощью поворотного устройства 2 вокруг направления на источник ЭМП и измерение угла ее поворота, измеряют с помощью измерителя 3 фазу принятого сигнала, определяют ее зависимость от угла поворота измерительной антенны 1 и определяют угол ориентации ПЭ по углу поворота при максимальной крутизне фазовой поляризационной диаграммы,, Повышение точности обеспечивается большей крутизной фазовой поляризационной диаграммы относительно амплитудной поляризационной диаграммы. Увеличение крутизны фазовой поляризационной диаграммы достигается при использовании измерительной антенны 1 линейной или эллиптической поляризации с эллипсом поляризации встречного направления вращения относительно эллипса поляризации исследуемого ЭШ. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

ё

to

о

о о кэ

оо

Изобретение относится к технике измерений характеристик электромагнитных полей (ЭМП) и может быть использовано для определения угла ориентации его поляризационного эллипса (ПЭ). Цель изобретения - повышение точности одновременно с измерением угла поворота измерительной антенны. Для этого в способе, включающем прием ЭМП измерительной антенной 1, вращение измерительной антенны 1 с помощью поворотного устройства 2 вокруг направления на источник ЭМП и измерение угла ее поворота, измеряют с помощью измерителя 3 фазу принятого сигнала, определяют ее зависимость от угла поворота измерительной антенны 1 и определяют угол ориентации ПЭ по углу поворота при максимальной крутизне фазовой поляризационной диаграммы. Повышение точности обеспечивается большей крутизной фазовой поляризационной диаграммы относительно амплитудной поляризационной диаграммы. Увеличение крутизны фазовой поляризационной диаграммы достигается при использовании измерительной антенны 1 линейной или эллиптической поляризации с эллипсом поляризации встречного направления вращения относительно эллипса поляризации исследуемого ЭМП. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерениям характеристик электромагнитных полей, и может быть использовано для определения угла ориентации его поляриэа- дионного эллипсао

Цель изобретения - повышение точности одновременно с измерением угла поворота измерительной антенньи

На фиге 1 приведена структурная схема электрического устройства, реализующего способ определения угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля; на фигс 2 - графики зависимости мощности и фазы принятого сигнала в зависимости от угла между большими осями поляризационных эллипсов исследуемого поля и измерительной антенны для различных значении коэффициента эллиптичности измерительной антенны,,

Способ определения угла ориентации поляризованного эллипса электромагнитного поля реализуют следующим образом

Измерительную антенну разворачива- ют вокруг направления на источник измеряемого поля и в процессе разворота измеряют относительную фазу сигнала на выходе измерительной антенны и угол ее поворота Ј , По измеренной фазовой поляризационной диаграмме Ц(р определяют угол ориентации поляризационного эллипса измерительной антенны У , соответствующий максимальной крутизне фазовой поляризационной

диаграммы в системе координат, исполь эуемои для измерения угла ориентации поляризованного эллипса измеряемого поля Оазовая поляризационная диаграмма имеет максимальную крутизну при ортогональном положении больших осей поляризационных эллипсов измеряемого поля и измерительной антенны Затем определяют угол ориентации поляризационного эллипса измеряемого поля по формулам

Р

50

|f, + 90° , при 0 Ј Ц1, 90° У, - 90° , при (с180°с

Возможен другой вариант измерения угла ориентации поляризационного эллипса с помощью предлагаемого способа

Сначала угол ориентации поляризационного эллипса измеряемого поля определяют по амплитудной поляризационной 5 диаграмме согласно известному способу, а затем при разворотах измерительной антенны в небольших пределах угол ори,

IQ 20

25 35

40

45

50

ентации уточняют согласно предлагаемому способу,,

Устройство,реализуюцее способ определения угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля, содержит измерительную антенну 1, поворотное устройство 2, обеспечивающее развороты измерительной антенны вокруг направления на источник измеряемого поля, измеритель 3 разности фаз, к первому входу которого подключена измерительная антенна 1, а к второму входу подключена неподвижная антенна 4, принимающая часть сигнала источника поля, которая используется в качестве опорного сигнала,.

Указанный состав устройства является достаточным для ре;ишзации способа с участием оператора и целесообразен при единичных измерениях При проведении многократных измерений возможна реализация устройства с использованием блока 5 обработки и управления подключенного к выходу измерителя 3 разности фаз и поворотному устройству 2.

При измерении угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля испытуемой антенны возможна передача опорного сигнала через делитель мопщости или направленный ответвитель, установленный на входе испытуемой антенны„

Устройство, реализуюцее способ измерения угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля, работает следующим образом

В процессе непрерывного или дискретных разворотов измерительной антенны 1 в измерителе 3 разности фаз происходит сравнение фазы сигнала на выходе измерительной антенны 1 с фазой опорного сигнала, принимаемого неподвижной антенной 4, т„ес измеряется фазовая поляризационная диаграмма„ В режиме ручных измерений последуюцие операции выполняет оператор о При использовании блока 5 обработки и управления в него с выхода измерителя 3 разности фаз поступают сигналы, несущие информацию об относительной фазе сигнала на выходе измерительной антенны 1, а также сигналы от поворотного устройства 2, несущие информацию об угловых положениях измерительной антенны 1, Блок 5 управления и обработки рассчитывает угол разворота измерительной антенны

5If)

1, соответгтнуюцт} максим,л .чмй крутизне фасоном поляризационной диаграмм .1 и угг.л ориентации п шяри аци- ониого эллипса измеряемого поля Кроме того, бдок г Ораб -.тки и управления переласт ; поворотное устройство 2 сигналы управления разворотами.

Клок 5 обработки и управления может быть пыполнеч на микропро- цессора или JBM с использованием устройств сопряжения,, обеспечивающих обмен сигналами между микропроцессором (ЭВМ), поворотным устройством 2 и измерителем 1 разности фаз„

Применение предлагаемого способа и устройства позволяет увеличить точность измерения угла ориентации поляризованного эллипса по сравнению : прототипом при величинах коэф- фициента эллиптичности измеряемого иолл и измерительной антепчы 1 и направлениях вращения нектара на- прюкенности электрического полч Например, для коэффициентов эллиптнч- ности измеряемого поля и измерительной антенны 1, равных 0,3 и COBII.I, ;аю- щих направлениях вращения вектора напряженности электрического поля при одинаковых относительных погрешностях измерителя уровней мощности и измерителя разности фаз, выигрыш в точности измерений примерно в три раза (фиги1) Точность измерений зависит от величины коэффициента эллиптичности измеряемого поля„ Наибольший выигрыш в точности получается при линейной поляризации измеряемого поля, наименьший - при близкой к круговой.

При использовании измерительной антенны 1 с линейной поляризацией выигрыш в точности всегда больше, чем при использовании измерительной антенны 1 эллиптической поляризации с совпадающим направлением вращения вектора напряженности электрического поля, Например, при величине коэффициента эллиптичности измеряемого поля 0,3 выигрыш в точности измерений примерно в пять раз (фиг„ 1)„

При использовании измерительной антенны 1 эллиптической поляризации с встречным направлением вращения вектора напряженности электрического

поля по отношению к измеряемому полю, а также -три условии

гас

1-е г

Q

0 5 о

5

ш-шгрша п точности измерений всегда больше, чем при использовании измерительной антенны с линейной поляризацией , Например, при величинах коэффициентов эллиптичности измеряемого поля, равного 0,3, и измерительной антенны, рапного минус 0,2, выигрыш в точности примерно в десять разс

Формула изобретения

1 о Способ определения угла ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля, включающий наведение измерительной антенны на источник электромагнитного поля, прием его электромагнитного поля, вращение измерительной антенны вокруг направления на источник электромагнитного поля и измерение угла ее поворота, отличающийся тем, что, с цетью повышения точности, одновре :снно с намерением угла поворота измерительно антенны измеряют фазу принятого электромагнитного поля, определяют угол поворота измерительной антенны, при котором крутизна функциональной зависимости фазы от угла поворота измерительной антенны максимальна, и определяют угол ориентации поляризационного эллипса электромагнитного поля по формуле

J, + 90°, при (К у,& 90° У, - 90°, при 90,$ 180°.

2г Способ по По 1, о т л и ч ю - щ и и г я тем, что прием электромагнитного поля осуществляют измерительной антенной линейной поляризации,

ttf

s

ь

20 40 60 80 100 ПО 160 180

Угол между большими осями поляризационных эллипсов ff град.

Фиг. 2

1,0

Ъ Ч

$