Устройство для измерения диаграммы направленности Советский патент 1992 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаграммы направленности

(ДН).

Известны устройства, измеряющие ДН в безэховых камерах (БЭК), состоящие из генератора, подключенного к излучаемой антенне, и последовательно включенных измеряемой антенны на поворотном стенде, приемного блока и индикатора, расположенных внутри БЭК, например, прямоугольной формы, с покрытием из радиопоглощающего материала (РПМ).

Недостатком устройства является большая ошибка измерения, вызванная искажением влиянием сигналов, принимаемых с направлений, отличных от направления на излучаемую антенну.

Известно также устройство, состоящее из генератора, подключенного к передающей антенны, и последовательно включенных измеряемой антенны, приемного блока

и индикатора, размещенных внутри БЭК с регулируемой в пространстве задней стенки, что позволяет производит измерение ДН в точке локального минимума мощности отраженных от стенок БЭК волн, и падающих непосредственно от излучаемой антенны.

Большее устранение паразитных отражений от стенок БЭК осуществлено в устройстве, состоящем из генератора частоты, подключенного к вспомогательной антенне, последовательно соединенных измеряемой антенны, приемного блока, ключа и индикатора, а также из генератора коротких импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу генератора частоты и управляющему входу ключа. Все устройства помещены в БЭК. Излученный сигнал стробируют генератором коротких импульсов для блокирования сигналов, отраженных от стенок БЭК

Недостаток этого устройства обусловлен тем, что в силу естественной ограниченсл

С

СО

Јь

о

4 00

ности размеров БЭК необходимо формировать очень короткие импульсы, имеющие достаточно широкий спектр. При прохождении реального передающего-приемного тракта с ограниченной полосой пропуска- ния, причем самым узкополосным элементом является измеряемая антенна, импульсы подвергаются искажениям, приводящим к ошибкам измерения.

Так при размерах БЭК порядка десят- ков метров необходимы импульсы длительностью менее 10 -10 с, что соответствует ширине спектра более 0,2 - 2 ГГц, что для большинства антенн является неприемлемой шириной полосы.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор и размещенные в безэховой камере вспомога- тельную антенну и поворотный стенд, предназначенный для размещения исследуемой антенны, а также индикатор, введен блок возвратно-поступательного перемещения стенок безэховой камеры, последо- вательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот, а также делитель мощности, вход которого подключен к генератору, один выход - к вспомогательной антенне, а второй - к одному входу смесителя, другой вход которого предназначен для подключения исследуемой антенны, а выход фильтра нижних частот подключен к индикатору.

Положительный эффект изобретения основан на том, что при возвратно-поступа- тельном движении стенок БЭК относительно антенн отраженных от них сигнал сдвигается на частоту Доллера, а затем в приемном тракте подавляется за счет частотной селекции,

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из генератора 1, выход которого подключен к делителю мощно- сти 2, один из выходов которого подключен к вспомогательной антенне 3, а также поворотного стенда 4, на котором размещена измеряемая антенна 5. Другой выход делителя мощности 2 подключен к последова- тельно соединенным смесителю 6, фильтру нижних частот 7 и индикатору 8. Другой вход смесителя предназначен для подключения исследуемой антенны.

Безэховая камера 9, стенки которой по- крыты радиопоглощающим материалом, установлена на вибраторе 10, закрепленном на условной земле.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, вырабатываемый генератором 1, поступает на делитель мощности 2, с одного выхода которого подается на вспомогательную антенну 3 и излучается. Сумма сигналов, отраженных от стенок БЭК 9 и непосредственно от вспомогательной антенны 3, применяется измеряемой антенной 5 на поворотном стенде 4, имеющим жесткое сцепление с условной землей.

Поворот измеряемой антенны 5 вокруг своей оси поворотным стендом 4 и регистрация полученного результата являет суть измерения диаграммы направленности. Сигнал, принятый антенной 5, поступает на смеситель 6, на второй вход которого подается сигнал с делителя мощности 2. В результате эффекта переноса частоты на выходе смесителя 6 образуются постоянная составляющая, обусловленная сигналом, прошедшим непосредственно со вспомогательной антенны 3, и составляющие, сдвинутые на частоту, определяемую эффектом Допплера, обусловленные сигналом, отраженным от стенок БЭК 9. Данная совокупность поступает на вход фильтра нижних частот 7, где фильтруется постоянная составляющая, которая затем и регистрируется в индикаторе 8. За счет того, что стенки БЭК совершают возвратно-поступательное движение относительно приемно-передаю- щей пары антенны, отраженный сигнал будет иметь сдвиг по частоте, обусловленный

эффектом Допплера и равный Fg - F0,

Сгде V - скорость движения стенок БЭК в проекции на направляющие падающей волны;

с - скорость света;

Fo - частота излучаемого сигнала.

Таким образом, увеличение скоростей движения стенок БЭК и уменьшение полосы пропускания усилителя 7 позволяют нам в принципе достичь полного исключения влияния отраженных сигналов на результаты измерения.

Суперпозиция сигналов поступает на вход приемной части, где за счет частотной селекции выделяется сигнал с частотой F0, что соответствует сигналу, прошедшему непосредственно между антеннами. Сигналы, имеющие Допплеровский сдвиг по частоте, подавляются, т.е. за счет наличия возвратно-поступательного движения между стенками БЭК и парой приемно-передающих антенн можно различать сигналы, притер- певшие отражение от стенок БЭК. Однако, не во всех точках отражения от стенок БЭК возвратно-поступательное движение будет совпадать с нормалью падающих волн, это приведет к тому, что спектр принятого сигнала будет иметь не только две составляющие (Fo и Fg), но и некие расположенные между ними. Общий коэффициент улучшения безэховости БЭК будет определяться как отношение спектральных составляющих с достаточным сдвигом частоты к составляющим, лежащим близко к частоте излученного сигнала, отфильтровать которые не представляется возможным, и в общем случае полностью определяется возмущающим воздействием, задаваемым вибратором и конфигурацией стенок БЭК, покрытых тем или иным РПМ.

При частоте вибрации -НО Гц сдвиг частоты Допплера составляет примерно 6- 8 Гц, при этом безэховость камеры улучшается на 12 дБ, что позволяет повысить точность измерения диаграмм направленности.

Формула изобретения

Устройство для измерения диаграммы направленности, содержащее генератор и

размещенные в безэховой камере вспомогательную антенну и поворотный стенд, предназначенный для размещения исследуемой антенны, а также индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности измерения, в него введен блок возвратно-поступательного перемещения стенок безэховой камеры, последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот, а также депитель мощности, вход

которого подключен к генератору, один выход - к вспомогательной антенне, а второй - к одному входу смесителя, другой вход которого предназначен для подключения исследуемой антенны, а выходы фильтра

нижних частей подключены к индикатору.

Изобретение относится к технике измерения характеристик антенн в безэховых камерах. Устройство для измерения диаграммы направленности содержит безэхо- вую камеру 9;стенки которой закреплены на блоке возвратно-поступательного перемещения. Излучая электромагнитное поле вспомогательной антенной 3, принимая его исследуемой антенной 5 и фильтруя принятый сигнал, можно выделить составляющую, обусловленную прямой волной и подавить составляющие обусловленные переотражениями. 1 ил.