Способ измерения характеристик антенны Советский патент 1991 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к,технике антенных измерений и может быть использовано для измерения характеристик антенных систем при их настройке и испытаниях.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства, реализующего способ измерения характеристик антенны.

Устройство включает информационно- вычислительный блок 1, последовательно соединенные генератор 2 и делитель 3 мощности, первый выход которого подключен к опорному входу амплифазометра 4, измерительный вход которого подключен к выходу исследуемой антенны 5, выход амплифазометра 4 подключен к входу информационно- вычислительного блока 1, зонд б, излучатель 7, вход которого подключен к второму выходу делителя 3 мощности, управляемый дискретный фазовращатель 8, выход которого подключен к зонду 6, а вход управления - к первому выходу информационно-вычислительного блока 1, вспомогательная антенна 9, выход которой подсоединен к входу управляемого дискретного фазовращателя 8, при этом излучатель 7 установлен на первом опорно-поворотном блоке 10 на расстоянии не менее, чем в два раза превышающем расстояние от исследуемой антенны 5 до зонда 6, а вспомогательная антенна установлена на втором опорно-поворотном блоке 11, установленном вместе с зондом 6, а входы управления первого и второго опорно-поворотных блоков 10 и 11 подключены к второму и третьему входам информационно-вычислительного блока 1 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Пусть координаты зонда в невозмущенном положении (О, О, п), фазового центра исследуемой антенны (d, 0, 0), а фазового центра излучателя (d, 0, 0). Если вследствие внешних воздействий зонд перемещается в пространстве относительно начального по ложения в точку с координатами (х, у), пр чем V z h. где h - высота вышки; d - расстояние от вышки до исследуемой антенны и расстояние от вышки до излучателя.

Оптическая длина пути луча от зонда до исследуемой антенны

-

Ос

при невозмущенном положении зонда

D3fb2dx7c o

при возмущенном положении зонда.

Изменение оптической длины пути луча от зонда до исследуемой антенны из-за возмущения зонда

Ai - Di - D2 Do (Vl 2dx/D2o 1)

При х 0,2 м d 50 m h 20m получают изменение оптической длины пути луча AI 185 мм.

В предлагаемом способе луч проходит путь излучатель - зонд - исследуемая антен- на. Оценивают изменение оптической длины пути луча вследствие нестабильности положения зонда для этого случая.

Оптическая длина пути луча от зонда до исследуемой антенны при невозмущенном положении зонда 2D0, а при возмущенном положении зонда

Di + D2,

где D2rr5fid±il2 + У2+ 2 V+ h2 + 2dx DoYTb dxTCTo оптическая длина пути луча от зонда до излучателя из-за возмущения зонда.

Изменение оптической длины пути луча от зонда до исследуемой антенны из-за возмущения зонда AI D2 + Dt - 2D0 разложим в ряд по степеням q 2dx/D02: At D0(q2/4+

+ 0(q), При х 0,2 м; d 50m; h 20m получают изменение оптической длины пути луча Аг 6 мм.

Таким образом, для рассмотренного частного случая получают уменьшение фазовых ошибок в 30 раз.

Чтобы отличить полезный сигнал зонда от сигнала излучателя и от внешних помех, попадающих на раскрыв исследуемой антенны, модулируют фазу принятого вспомо- атель ной антенной сигнала с дискретом п перед подачей его.на вход зонда .

Чтобы обеспечить равенство длины пути луча в методе сканирования зондом по раскрыву исследуемой антенны при обработке производится учет изменения длины пути луча.

40

45

50

В соответствии со сказанным, после несложных преобразований, получают формулы для определения амплитуды и фазы сигнала, принятого исследуемой антенной, в виде

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения характеристик антенных систем при их настройке и испытаниях. Цель изобретения - повышение точности измерения. Изобретение реализуется следующим образом. В направлении зонда излучают СВЧ-сигнал излучателем, расположенным от исследуемой антенны на расстоянии не менее чем в два раза большем расстояния от исследуемой антенны до зонда. Принимают этот сигнал вспомогательной антенной, установленной вместе с зондом, модулируют фазу принятого сигнала с диск 5 5 ретом, подают его на вход зонда, определяют амплитуду и фазу сигнала, принятого антенной по формулам: А А02 + А п2 - пСОЗ(Фо-Фп); Acjtsin (Фр) - А я sin (Oi ) ф Arctg A0«cos ( Ф0 ) - Atvcos ( Фо) -KLo. где АО, Фо , -измеренные значения амплитуды и фазы сигнала, принятого антенной, при модуляции фазы на 0: А,Ф„- измеренные значения амплитуды и фазы сигнала, принятого антенной, при модуляции фазы на п; L0 - оптическая длина пути луча от излучателя до исстедуемой антенны через вспомогательную антенну и невозмущенный зонд; К - коэффициент фазы. В состав устройства для реализации способа дополнительно вводятся излучатель 3, управляемый дискретный фазовращатель 5, вспомогательная антенна 4. Повышение точности обеспечивается за счет компенсации изменения положения измерительного зонда вследствие внешних воздействий в процессе измерений. 1 ил. Os ю XS О ю

Di | (d-x) 2+ у2 f- z 2

-Yrf

+ h2-2dx А ЦЕ7 + Ai2 - 2 АО Ai cos(Oo-Ol);

0 Arctg Ao sin Ф0 -Aisln jgi

АО cos Ф0 - AI cos Ф1

-KL . Формула изобретения Способ измерения характеристик ан- темны, включающий излучение электромагнитных вЬлн зондом в направлении исследуемой антенны, прием излученного сигнала исследуемой антенной, измерение его амплитуду и фазы и определение харак- теристик антенны по результатам измерений, отличающийся тем. что, с целью . повышения точности, в направлении зонда излучают электромагнитные волны излучателем, принимают его дополнительной ан- тенной, установленной вместе с зондом, и модулируют на фазе с дискретом 180°, затем подают на вход зонда, причем излучатель и исследуемая антенна размещены по разные стороны от зонда, а амплитуду А и фазу Ф определяют по соотношениям

А 4|Ао2 + Ai2 -2 АО Ai соз(Ф0-Ф1):

Ф Arctg

Ар sin ( Ф0 ) - AI sin ( Ф1 ) АО cos (Ф0 ) - AI cos (Фт )

-KU,

где АО, Фо ; AI Фт -амплитуда и фаза сигнала на выходе исследуемой антенны соответственно при модуляции фазы на выходе дополнительной антенны на 0 и 180°, Ц - длина пути от излучателя до исследуемой антенны через дополнительную антенну и

зонд при невозмущенном положении следнего; К р гдеД длина волны.