Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения активных, реактивных и полных сопротивлений или производных от них величин и для измерения динамических коэффициентов отражения (ДКО) фазированных антенных решеток (ФАР).

Цель изобретения - упрощение способа.

На фиг, 1 принедена структурная схема измерения модуля коэффициента отражения; на фиг. 2 - расположение излучателей во фрагменте ФАР на фиг. 3 - структурная

О 00

ю

00

схема устройства для измерения модуля коэффициента взаимной связи двух излучателей фрагмента ФАР.

Устройство, реализующее способ измерения модуля динамического коэффициента отражения ФАР, состоит из прямоугольного волновода 1, согласованной многомодовой нагрузки 2, фрагмента 3 ФАР, измерителя 4 КСВ и затуханий, согласованной нагрузки 5, СВЧ-генератора 6, измерителя 7 отношения СВЧ-сигналов.

Способ заключав in я п следующем.

В прямоугольный волновод 1, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 2. помещают фрагмент 3 ФАР, фрагмент 3 включает N столбцов и М строк излучателей, в качестве которых, например, могут быть выбраны излучатели из открытых концов прямоугольных волноводов, поляризованных по оси Y. Размещают фрагмент 3 ФАР в прямоугольном волноводе 1 так, что две соседние стенки прямоугольного волново Да 1 проходят через излучатели, а две другие отстоят на половину периода ФАР от ближайших излучателей фрагмента 3 ФАР.

Поочередно измеряют КСВ на входе каждого излучателя фрагмента 3 ФАР, причем входы остальных излучателей фрагмента 3 ФАР предварительно нагружают на согласованные нагрузки 5. Затем измеряют модуль коэффициента взаимной связи Spq.w между излучателем, находящимся в столбце р и строке q, и излучателем, расположенным в столбце k и строке I. По измеренным величинам определяют модуль ДКО ФАР при излучении в направлении рпт и впт :

фпт - arctg

впт arcsln

(та

W1

M2

1Ы WJ

1/2

0

5

0

Установлено, что матрица рассеяния по входам фрагмента 3 ФАР S диагонализиру- ется ортогональной матрицей T/Tt - Т1/, элементы которой не зависят от матрицы S, а определяются только геометрией фрагмента ФАР:

S T{y}Tt.

Диагональные элементы yi матрицы { у } являются собственными значениями матрицы S, а следовательно, ДКО. Здесь мультиндекс, соответствующий упорядочению излучателей фрагмента по строкам 1 I р, где р N М - число излучателей фрагмента.

Если образовать матрицу , то ее собственные значения являются квадратами сингулярных чисел lyil2 , причем диагонализируется той же матрицей Т:

T{|yl2}Tt.

(2)

Диагональные элементы di матрицы образованы только из модулей коэффициентов взаимных связей элементов в фрагменте 3 ФАР

30

di () ISijI2

j i

(3)

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение способа. Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток (ФАР) заключается в размещении фрагмента бесконечной ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели, измерении модуля коэффициента отражения на входе одного излучателя фрагмента и модулей коэффициентов взаимной связи этого излучателя с остальными и вычислении модуля динамического коэффициента отражения ФАР при излучении в направлении, характеризуемом углами сканирования рпт и впт . Цель достигается тем, что дополнительно измеряют модули коэффициентов отражения на входах остаточных модулей и модули коэффициентов взаимной связи остальных пар излучателей и вычисляют модуль динамического коэффициента отражения ФАР по приведенному соотношению. 3 ил. ё

где a, b - размеры поперечного сечения прямоугольного волновода 1; индексы пит принимают значения n 1...N и т 0,1...М- 1, где N - число столбцов, а М - число строк излучателей фрагмента 3 ФАР; рпт - угол плоскости сканирования с осью X (совпадают со стороной а); в - угол луча с осью Z (продольной осью прямоугольного волновода 1); А - длина волны с помощью соотношения:

nml

2

N

- -9 V

2/ р 1

Ъ

q 1

COS

4 Лпр

2N +1

(2cos4f |Jjq 1)-(2M-l)(q1dmi

Ј S )Spq.k. (1) К 1 { 1

где 1 I; оl p;

50 ® знак прямого произведения матриц. Матричные элементы матриц ts и tk имеют вид:

где

(5pq .

Соотношение (1) обосновывается следующим образом.

и представляют собой суммарные потери на отражение во фрагменте при возбуждении 1-го излучателя. Так как во фрагменте 3 ФАР отсутствует геометрическая симметрия, то все di независимы.

Из соотношений (2) и (3) следует, что

40

(Ти).

I 1

(4)

причем

45

Tir (ts® tc)ic,

У 4

-с... НЧ

q 2N +1 S1N2

(tOp

1 р , q N ;

2яpq

V

(tc)ms (2M-1)Ј

2JT(m -1)(S-1) 2M -1

Zj nm -

1,m n ;

2,m n .

Система (4) состоит из р линейных уравнений относительно р неизвестных |у||2 . Решение этой системы требует обращения матрицы Ос матричными элементами 6||

ОиГ.

Обратная матрица может быть найдена в аналитическом виде без использования численных алгоритмов обращения,

тогда lyil2.описывается выражением

lyiT

I (в j i

1)иоь

из которого следует соотношение (1), положенное в основу метода.

Формула изобретения

Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток (ФАР), основанный на размещении фрагмента бесконечной ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели, измерении модуля коэффициента отражения на входе одного излучателя фрагмента и модулей коэффициентов взаимной связи этого излучателя с остальными и вычислении модуля динамического коэффициента отражения ФАР

при излучении в направлении, характеризуемом углами сканирования:

фпт arctg

Опт arcsin

fma W

м2 + МЛ

IW HJ

где a, b - размеры поперечного сечения волновода;

Я-длина волны;

n 1N;

т О...М-1;

N и М - числа излучателей в рядах вдоль сторон с размерами а и b соответственно, отличающийся тем, что, с целью упрощения, дополнительно измеряют модули коэффициентов отражения на входах остальных излучателей I Spq.pql и модули коэффициентов взаимной связи остальных пар излучателей I Spq.ki I, где k/р или I а, причем модуль динамического коэффициента отражения ФАР lynml вычисляют с помощью соотношения

d(2cos4 q -1)-(2M-l)(5q1(5rn0

2, L )Spq.kl, К 1 1 1/

где

(5pq

О,

р, к - номера столбцов;

q, I - номера строк излучателей.

2 f