Устройство для определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки Советский патент 1992 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к измерениям характеристик фазированных антенных решеток (ерАР) и может быть использовано для определен и я д и а г р з м м ы н уп о а в ле нно с т и (ДН) ФАР с оценкой погрешности измерений.

Цель изобретения - обеспечение определения ДН излучающей ©АР.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для, определения ДН ФАР.

Предложенное устройство содержит генератор СВЧ 1, однополосный модулятор 2 и первый смеситель 3. К выходу генератора СВЧ 1 п о д к л ю ч е н а та к ж е

исследуемая ФАР 4, состоящая из последовательно соединенных излучателей 5, фэ- зозрзшателей 6 и делителя мощности 7, а также аппаратуры управления 8, выходы которой соединены с управляющими входами фазовращателей 6. К выходу однополосного модулятор 2 подключено первое плечо циркулятора 9, Второе плечо циркулятор соединено с выходом измермтепьного зонда 10 через подвижный тракт 11 и делитесь мощности 12. Третье плечо циркулятора связано со вторым входом первого смесителя. Второй выход делителя мощности 1.2 подключен к кходу второго смесите 1 13. Выходы первого 3-й ВТОРОГО 13 ензситепей

:-ы«Ј

через первый 14 и второй 15 полосовые фильтры соответственно подключены к входам пе ремножителя напряжений 16. Выход низкочастотного генератора 17 через блок удвоения частоты 18 подсоединен к первому входу амп- лифазометра 19,- Ко второму входу амплифазометра 19 подключен выход перемножителя Напряжений 16. Выход амплифазометра электрически связан с входом блока управления и обработки 20, выход которого подсоединен к входу управления ФАР. .

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 с частотой о)0 подается на ФАР, откуда далее поступает на зонд 10, размещенный в дальней или промежуточной зоне ФАР 4. На входе зонда 10 сигнал имеет вид Аизм. cos (ok, t + УИЭМ,), где - ваза сигнала на входе зонда. Далее сигнал проходит через делитель мощности 12, и на вход второго смесителя 13 поступает сигнал вида Ug cos ((1)0 t + уэизм. ). На вход этого же смесителя поступает сигнал от генератора 1, который проходит однополосный модулятор 2, циркулятор 9. отрезок подвижного тракта 11. Он описывается выражением Uicos(r/)ot+Qt+0). где 0- нестабильность подвижного тракта.

На первый вход первого смесителя 3 через однополосный модулятор 2 поступает сигнал генератора СВЧ 1, который может быть представлен как Ui cos (w0t +Qt ) На втором входе смесителя 3 присутствует сигнал, поступивший от зонда 10 через делитель мощности 12, отрезок подвижного тракта 11 и циркулятор 9, который описывается формулой U2 COS ( (lh t + 0 + ) .

После смещения сигналов в смесителях 3 и 13 на выходах их соответственно будут сигналы вида UCM1 cos ( Qt +0 ) и Усм2 COS ( Qt - в . ) .

Сигнал с выхода первого смесителя 3, пройдя первый полосовой фильтр 14, поступает на первый вход перемножителя напряжений 16, на второй его вход поступает сигнал с выхода второго смесителя 13 через второй полосовой фильтр 15. После перемножения сигналов на выходе перемножителя напряжений будет сигнал вида 1)з cos ( 2 Qt - 2 ) . .

На первый вход амплифазометра 19 поступает сигнал Уз cos ( 2 Qt - 2 /,зм ). на второй его вход приходит-опорный сигнал от низкочастотного генератора 17

через умножитель частоты на два 18 IMcos (2 Qt).

Сравнение указанных сигналов в амп- лифазометре позволяет выделить непосредственно информацию об амплитуде и удвоенной фазе полезного сигнала, которая записывается в блоке управления и обработки.

Так организуется каждое из необходимых измерений.

Измерив сигнал от зонда 10, амплифа- зометр 19 передает результат в блок управления и обработки 20, который управляет процессом измерения.

По его командам выставляются дискреты у фазовращателей 6, фиксируется результат измерений на амплифазометре 19, эти операции повторяются многократно.

При фиксированном положении зонда

10 определяют коэффициенты передачи Wni всех п излучателей 5 при каждом состоянии 4 фазовращателя 6 в дальнюю зону путем измерения коэффициента передачи между ФАР 4 и зондом 10 при различных

состояниях фазовращателей 6.

Затем зонд 10 перемещают в промежуточную зону в нескольких точках, каждая из которых соответствует некоторому направлению (в, f) .

В каждой точке расположения зонда фазируют ФАР в направлении j в секторе сканирования и измеряют коэффициенты передачи у (9, уэ. j ) при каждом положении луча j. Множество лучей должно быть

достаточным для того, чтобы величина У( 9 Р J) принимала значения из всего диапазона измерений многократно.

Считая координаты гп, гэ и ДН fn(k), f3(k) излучателей ФАР и зонда известными, ми нимизируя сумму

I y.(0,Ґ$J)fl(0,«p) x

45

lik/Fn- 3/

2 ИП-йтгах

X (гп -Гз) (Из -ГП)

при каждом положении луча j. находят множитель /i(0, р) и определяют систематическую /(#- 9)- Ц(9 Р и случайную

62(в. р)п(в, р)(в, р) тавляющие погрешности определения ДН ФАР для каждого угла (в, р). Систематиче- скую составляющую используют для уточнения ДН ФАР при фазировании.

Случайная составляющая используется для оценки погрешности определения ДН ФАР для каждого угла и каждого уровня.

Таким образом, положительный эффект, достигаемый в результате использования предложенного устройства, заключается в обеспечении определения ДН излучающей ФАР с учетом систематической погоешности измерений и с усреднением случайной погрешности измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающее последовательно соединенные генератор СВЧ. однополосный модулятор и первый смеситель, второй смеситель, генератор низкой частоты, выход которого подключен к второму входу однополосного модулятора, циркуля- тор, измерительный зонд, отрезок подвижного тракта, амплифазометр. отличающееся тем, что, с целью обеспечения определения диаграммы направленности излучающей фазированной антенной решетки, выход генератора СВЧ является еы- ходом для подключения входа исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), выход однополосного модулятора подключен к

первому плечу циркупятора, второе гыемг которого соединено с выходом измерительного зонд через подвижный тракт и введенный делитель мощности, второй выход которого подключен к входу второго смссителя, вход первого смесителя подсоединен к третьему плечу циркупятора, введен перемножитель напряжений, первый и второй входы которого подключены к выходу пяр- во о и второго смесителей через введенные

первый и второй полосовые фильтры соответственно, выход низкочастотного генератора подсоединен к первому входу амплифазометра через введенный блок удвоения частоты, к пторому входу амплифазометра подключен выход перемножителя напряжения, а выход амплифазометра подключен к «ходу введенного блока управления и обработки, выход которого подсоединен к входу управления ФАР.

Изобретениеотносится к технике антенных измерений и может бъ ть использовано при измерении, характеристик Фэзирозпн- иых антенных решеток (ФАР), в частности при определении диаграммы направленности, с оценкой по Грешности измерений. Цель изобретения - обеспечение определения диаграммы нап-оавленности излучающей ФАР. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения диаграммы направленности ФАР содержит последовательно соединенные генератор СВЧ 1, однополосный модулятор 2. агорой смеситель 3, второй выход генеляторз СВЧ 1 явл°е ся выходом для подключечи;- входз исследуемой ФАР 4, последовательно соединенные измерительный зонд 10, делитель мощности 12, отрезок подвижного тракта V , циркуля- тор 9, второе плечо которого подключено к выходу однополог.ного модулятора 2, 5 третье плечо через второй полосовой фильтр 14 подключено ко второму входу пе- ремножптелл напряжении 16, пеовый вход которого соединен с выходом делителя мощности -ifjpes первый смеситель 13 и первьы полосог.ой фильтр 15 ПУХОД пере- множител-; Ксопряжений 16 подключен ко второму входу амплифззометра 19. первый вход которого подсоединен N выходу низкочастотного генератора 17 через блок 18 уд- зоения частота, а второй вход однополосного модулятора 2 подключен к выходу низкочастотного внерзторя 17. Выход амплмфазометра 19 подключен к входу блока управления и обработки 20, выход которого подсоединен ко входу управления исследуемой ФАР 4. 1 мл.