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

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения (АФР) поля в раскрыве антенны при ее испытаниях и настройке.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения фазовых ошибок измерения, а также за счет поглощения антисимметричных отражений от входа зонда из-за реакции антенны на зонд.

На чертеже приведена конструкция устройства для измерения АФР поля в раскрыве антенны.

Устройство для измерения АФР поля в раскрыве антенны содержит измерительный зонд 1, первое волноводное шарнирное соединение 2, подвижный волноводный Н- тройник или двойной волноводный тройник 3, второе волноводное шарнирное соединение 4, симметричное относительно Н-выво- да тройника 3 волноводному шарнирному

соединению 2, первый 5 и второй 6 отрезки волноводов, генератор 7, амплифазометр 8 и исследуемую антенну 9, а также третье 10 и четвертое 11 волноводные шарнирные соединения, идентичные волноводным шарнирным соединениям 2 и 4. Симметричные плечи тройника 3 равны отрезкам волноводов 5 и 6. Вход измерительного зонда 1 соединен с входом волноводного шарнирного соединения 2, другой конец которого соединен с входом первого отрезка волновода 5, другой вход которого соединен с входом волноводного шарнирного соединения 4, другой вход волноводного шарнирного соединения 4 соединен с одним из симметричных плеч тройника 3, вход которого соединен с выходом генератора 7, другое симметричное плечо тройника 3 соединено с волноводным шарнирным соединением 11, другой вход которого соединен с вторым отрезком 6, другой вход

Os

ю со ел о

00

л;.,1иоьодього о грез сь б соединен с волновод- ным шаупирным соединением 10, другой вход которого соединен с волноводом первого (опорного) входа амплифазометра 8.

Измерительное плечо устройства, состоящее из симметричного плеча тройника 3, соединенного с ним через волнозодное шарнирное соединение 4 отрезка волиозо- да 5 волноводного шарнирного соединения

2,к выходу которого подсоединен измерительный зонд 1, расположено центрально симметрично к опорному плечу, состоящему из другого симметричного плеча тройника 3, соединенного с иым через волноводное шарнирное соединение 11, отрезок волновода 6 и волновоэ шарнирное соединение 10, другой вход которого соединен с опорным входов амплифазометра 8. Для поддержания указанной центральной симметрии при двумерном перемещении с параллельной ориентацией измерительного зонда 1 по отношению к опорному входу амплифазометра 8 применена конструкция по типу двойного пантографа.

Первая половина конструкции состоит из двух рассмотренных плеч измерительного и опорного плеч, оси вращения ЕЮЛНОВОД- ных шарнирных соединений 2 и 4 которых расположены симметрично относительно центра тройника 3 на линии, являющейся осью симметрии пантографа. Вторая половина конструкции пантографа состоит из ос- сесимметрмчных первой половине механических ее эквивалентов - трех стержней и пягм шарниров. Шарнир 12 обеспечивает поворот конца первого стержня 13, имеющего длину, равную длине отрезка волновода 5, вокруг оси, совпадающей с осью вояноэодного шарнирного соединения 2. Шарнир 14 обеспечивает поворотное соединение конца стержня 13 с началом стержня 15 в плоскости, проходящей через центр сммметрмм пантографа.

Центр стержня 15. имеющего длину, равную удвоенной длине стержня 13 или общей длине симметричных плеч тройника

3,соединен с шарниром 16, обеспечивающим поворот вокруг оси, проходящей через центр тройника 3, параллельно осям шарниров 12 У 14. Конец стержня 15 шарниром 17 соединен с началом стержня 18, конец которого соединен шарниром 19с осью вращения волноводного шарнирного соединения 10. При этом оси вращения шарниров 17м 19 параллельны осям вращения шарниров 12, 14 и 16 и осям аолноводных шарнирных соединений 2, 4, 10м 11.

Устройство для измерения АФР поля в раскрыве антенны работает следующим образом.

Электромагнитная волна с выхода генератора 7 поступает в Н-выход тройника 3 и далее симметрично через опорный и измерительный тракты поступает в зонд и на

опорный вход амплифазометра 8. Сигнал, излучаемый зондом, перемещающимся в раскрыве исследуемой антенны 9, с выхода этой антенны поступает на измерительный вход амплифазометра 8. В каждом из двух

указанных трактов расположены два волно- водкых шарнирных соединения , которые выполнены идентичными и при любом положении зонда повернуты на один и тот же угол. Расстояние между волноводными шарнирными соединениями выбрано таким (равным п Ад/2 + Ад/4, где п 6, 1, 2..,), что отражения от волноводных шарнирных соединений при любых положениях измерительного зонда 1 взаимно согласованы. Это

позволяет уменьшить коэффициент отражения для такого тракта с учетом реальных погрешностей производства до величины меньшей, чем чувствительность измерителя KQBH и ослабления типов Р2-59, Р2-65

(|Г| 0,024). При перемещении зонда 1 в раскрыве антенны изменяется реакция ан- те,нны на зонд, в связи с чем нарушается согласование зонда и в измерительном тракте возникает отраженная волна с коэффициентом отражения |Г| 0,05, несимметричная с волной в опорном тракте от амплифазометра. Представив отраженную волну в виде суперпозиции двух ортогональных, симметрично согласованной и несогласовйннсй, возникающих при перемещении зонда из начального положения, можно в несколько раз ослабить несимметричную (несогласованную) составляющую, не затра- f/зая симметричную (согласованную) соегавляющую путем применения в качестве тройника двойного волноводного тройника с согласованной нагрузкой в Е-плече. При этом мощность генератора и волн симметричных трактов в этой нагрузке не теряется,

так как полученная в устройстве развязка двойного волноводного тройника между Е- и Н-плечами достаточно высока.

Таким образом, при использовании изобретения повышается точность измерений

за счет симметрии подвижных измерительного и опорного трактов.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения амплитуд- но-фазового распределения поля в раскрыве гнтенны, включающее последовательно соединенные измерительный зонд, установленный с возможностью перемещения в плоскости, первое волноводное шарнирное

соединение, первый отрезок волновода и второе волноводное шарнирное соединение, выход которого подключен к первому плечу волноводного тройника, последовательно соединенные второй отрезок волновода, третье волноводное шарнирное соединение и амплифазометр, второй вход которого является входом для подключения выхода исследуемой антенны, генератор, выход которого подключен к входу волноводного тройника, причем длины первого и второго отрезков волноводов равны, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения фазовых ошибок измерения, волноводный тройник выполнен в виде подвижного волноводного Н-тройника, введены четвертое волноводное шарнирное соединение, включенное между вторым плечом подвижного волноводного Н-тройника и вторым отрезком вол- новода, при этом расстояние между выходами первого и второго плеч подвижного волноводного Н-тройника равно удвоенной длине первого или второго отрезков водновода, три стержня и четыре шарнира, причем длина первого и второго стержней

равна длине первого отрезка волновода, а длина третьего стержня равна их удвоенной длине, причем его середина закреплена шарнирно на центре подвижного волноводного Н-тройника, а концы его через шарниры соединены с концами первого и второго стержней, другие концы которых через шарниры закреплены на центрах первого и третьего волноводных шарнирных соединений соответственно.

2. Устройство по п. 1, от л ичаю щее- с я тем, что, с целью повышения точности за счет поглощения антисимметричных отражений от входа зонда из-за реакции антенны на зонд, волноводный тройник

выполнен в виде двойного волноводного тройника, к Е-плечу которого подключена введенная согласованная нагрузка.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны при ее испытаниях и настройке. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения фазовых ошибок измерения. Устройство содержит зонд, амплифазометр, генератор и волноводную линию прямоугольного сечения, выполненную в виде двойного пантографа с шарнирным соединением отрезков волноводов, соединяющую генератор с зондом и амплифазометром. При этом е качестве тройника использован волноводный Н- тройник (или двойной волноводный тройник) с симметричными плечами, длины которых равны длинам отрезков волноводов волноводной линии. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

12