Способ измерения коэффициента отражения от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

подключенного к измерителю 6 комплексного коэффициента отражения. Извучатели в фрагменте ОФАР расположены в М строк и N столбцов так, что две соседние стенки прямоугольного волновода 1 проходят через середины излучателей 4, а две другие стенки проходят посредине между соседними излучателями,4.

Способ реализуется следующим образом.

Отражательный излучатель 4 находящийся в столбце I и строке J фрагмента ОФАР 3, переводят в режим проходного излучателя 5, для чего вместо отражательного фазовращателя в этом излучателе под- ключается измеритель комплексного коэффициента отражения.

Все фазовращатели в переотражающих отражателях 4 устанавливаются в состояние с одинаковым коэффициентом отражения Г на входе.

Затем измеряют коэффициент отражения Гц от входа проходного излучателя 5. Эту операцию повторяют для всех излучателей фрагмента ОФАР 3. По измеренным ве- личинам вычисляют коэффициент отражения от раскрыва ОФАР R ( , Опт ) для направления луча, определяемого углами Опт и рпт с помощью соотношения.,, „ г.;

(ч.

(fc7 го

I-Г Г,

чМ

w

где Г - коэффициент отражения отражательного фазовращателя в сечении АА на фиг. 2.mQ

4nm--,

е,

пб

I

1/2

C;;r-2eos

W--C. ($.()

„ tffonf -i) -.

J- 2cos0„

ZN+T

(2)

2м-1

,5W2M-1jl

(5)

д..

ЧО,,

где a, b - размеры поперечного сечения прямоугольного волновода 1;

А-длина волны;

п 1N;

т 0,1М-1;

N и М - соответственно числа строк и столбцов во фрагменте ОФАР 3.

Для обоснования соотношения (2) разделяют мысленно фрагмент ОФАР по линии АА (фиг. 2) и удаляют отражательный фазовращатель в элементе фрагмента ОФАР 3 с номером I а, где I - мультиндекс 1 i P; Р М М. Образовавшуюся структуру можно рассматривать как каскадное соединение двух многополюсников.

Первый многополюсник имеет один вход и Р выходов. Он состоит из (Р - 1)-го двухполюсника и одного четырехполюсника (отрезка линии передачи нулевой длины). Матрица рассеяния этого многополюсника имеет вид

;1П

5

0

5

0

где G - матрица-столбец из Р элементов, а-и элемент которой равен единице, а ос - тальные равны нулю;

Gi dia :

SA - матрица рассеяния Р-го порядка по выходам многополюсника в сечении АА, элементы которого имеют вид

S/P) (5и-Г(5|а(5,а , (4)

где Г- комплексный коэффициент отражения отражательного фазовращатель в сечении АА.

Второй многополюсник имеет Р входов и соответствует фрагменту проходной ФАР, помещенному в волновод. Матрицу рассеяния по входам фрагмента обозначают SA (в сечении АА).

Учитывая, что эти многополюсники соединены каскадно, выражение для коэффициента отражения на единственном входе результирующего многополюсника имеет вид

35

Га (Е-5А5(Л $АЦ, . (5)

Таким образом, является диагональным элементом матрицы, заключенной в квадратные скобки в соотношении (5).

Ввиду того, что матрица SA имеет вид (4), коэффициенты отражения Га можно выразить только через элементы матрицы SA, характеризующие раскрыв ОФАР: (1-fda), (6)

где da (E - Г5А)1 SA . (7)

Для Зд заранее известна диагонализи- рующая ортогональная матрица Т. зависящая только от геометрии фрагмента, а не от конкретного вида излучателей. Матрица Т является прямым произведением Т двух матриц ts и ts, имеющих вид 4 2

Ыра

Pa vl/5lP4laN + l 2YU7

UP, 5 Г«)

Wms

;

4 2У(т-0(5-0

(сш-м&т;е51С05

2м-1

Г W, U П ГЛ

Матрицу SA выражают в виде произведения трех матриц

SA T{y}Tt,(9)

где (у } - диагональная матрица с элементами у) , смысл которых состоит в том, что их модули являются коэффициентами отражения от раскрыва ОФАР 3 плоской волны, падающей под углами (2).

С помощью соотношений (6), (7) и (9) получают систему уравнений для уь:

Y;

Гос

1-Гу; -ГГеь

Решение этой системы уравнений можно найти в аналитическом виде, без использования численных алгоритмов обращения матрицы Q а ( Т а )f что и приводит к

окончательному результату (2) (с учетом R (р, QI )) I yi I). Возможность обращения Q а связана с ее невырожденностью, а та в свою очередь определяется независимостью результатов измерений Га в несимметричной структуре при замещениях различных отражательных элементов проходным. При замене отражательных фазовращателей в переотражающих излучателях 4 на согласованные нагрузки величина Г-О в соотношении (1). Это позволяет определить динамический коэффициент отражения проходной ФАР по измеренным коэффициентам отражения на входах излучателей.

Формула изобретения Способ измерения коэффициента отражения от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки (ФАР), основанный на размещении фрагмента бес- конечной ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели, подаче

СВЧ-сигнала на вход проходного излучателя фрагмента, измерении комплексного отношения отраженного сигнала к входному и вычислении с помощью измеренной величины коэффициентов отражения от раскрыва ФАР при излучении в направлении, характеризуемом углами сканирования

IT7CI

%

сЦ

пЬ

(

размеры поперечного сечения

где a, b - волновода;

А- длина волны;

n 1N;

т 0М-1;

N и М - числа излучателей в рядах вдоль сторон с размерами а и b соответственно, причем излучатели поляризованы в направлении стороны размеров, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения измерения коэффициентов отражения от раскрыва отражательной ФАР с помощью ее фрагмента, величину Гц- отношение отраженного сиг- .нала к входному на входе проходного излучателя измеряют поочередно при замене каждого отражательного элемента проходным в 1-м столбце и j-й строке фрагмента отражательной ФАР, причем коэффициент отражения от раскрыва отражательной ФАР R ( впт ) вычисляют с помощью соотношений

4. Jvt г;;

ч

г-,; -гг;.

(г,«А

гтНг/

Vhrzcg 1

|2со5

гм-(

С Г2С03 2

(

S . - J-tiWj

Г - коэффициент отражения на выходе отражательного фазовращателя.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение измерения коэффициента отражения от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки (ФАР) с помощью ее фрагмента. Способ измерения коэффициента отражения от раскрыва отражательной ФАР основан на разИзобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при измерении активных, реактивных и полных сопротивлений или производных от них величин и измерении коэффициентов отражения от границы решетка-пространство (от раскрыва) отражательных фазированных антенных решеток (ОФАР). Цель изобретения - упрощение измерения коэффициентов отражения от раскрыва ОФАР с помощью ее фрагмента. мещении фрагмента бесконечной ФАР в прямоугольном волноводе, подаче СВЧ-сиг- нала на вход проходного излучателя фрагмента, измерении комплексного отношения отражательного сигнала к входному и вычислении с помощью измеренной величины коэффициентов отражения от раскрыва ФАР. Цель достигается тем, что величину TIJ - отношение отраженного сигнала к входному на входе проходного излучателя измеряют поочередно при замене каждого отражательного элемента проходным в 1-м столбце и j-й строке фрагмента отражательной ФАР, причем коэффициент отражения от раскрыва отражательной ФАР вычисляют с помощью соотношений (n,m) i)r J R(T, nm i ®nm , 7%/«-г И т - г - 7 7 nJ Го 4-5Tmh-fJ - ,т c j -z cos «Ucfn (2M- т J, ё где f- . / , } . -{о,-«Г Г - коэффициент отражения на выходе отражательного фазовращателя. 2 ил. На фиг. 1 изображен фрагмент ОФАР; на фиг. 2 - структурная схема устройства, реализующего способ измерения коэффициента отражения от раскрыва ОФАР. Устройство, реализующее способ измерения коэффициента отражения от раскрыва ОФАР, состоит из прямоугольного волновода 1, заканчивающегося с одной стороны многомодовой нагрузкой 2, а с другой стороны фрагментом ОФАР 3, Фрагмент ОФАР 3 состоит из переотражающих излучателей 4 и проходного излучателя 5, Os 00 чэ 00 00