Способ измерения диаграммы направленности диапазонной антенны Советский патент 1993 года по МПК G01R29/10 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения диаграммы направленности (ДН) диапазонной антенны методом облета.

Цель изобретения - повышение точности измерения ДН на любой из частот рабочего диапазона.

На фиг.1 изображены зависимости от времени частоты (фиг.1а), угла места (фиг. 1 б), угла азимута (фиг. 1 в) и уровней сигналов на входах измерительных приемников, подключенных к исследуемой и опорной антеннам (фиг. 1г); на фиг.2 - электрическая структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство для измерения ДН диапазонной антенны (фиг.2) содержит размещенные на борту ЛА генератор 1, включающий задающий генератор 2, соединенный с усилителем 3, выход которого подключен к передающе антенне 4, модулятор 5, приемник 6, причем выход модулятора подключен к входу задающего генератора 2, вход модулятора - к выходу приемника 6, а выход последнего - к антенне 7. На наземном измерительном пункте размещены исследуемая 8 и опорная 9 антенны, подключенные к входам приемников 10, 11 соответственно, интерфейс 12, входы которого подключены к выходам приемников 10, 11, а выход через ЭВМ 13 - к регистратору 14, измеритель 15 координат ЛА, связанный

00

о

ю

со

с интерфейсом 12,блок совпадения 16, подключенный к выходу интерфейса 12, таймер 17, передатчик 18, связанный с антенной 19, причем таймер подключен к выходу блока совпадения 16, одному из входов интерфейса 12 и передатчику 18.

Способ измерения ДН диапазонной антенны реализуется следующим образом.

До начала измерений излучают антенной 19 сигнал с постоянной частотой, по которому производят калибровку и настройку всей измерительной аппаратуры. На фиг.1а этому процессу соответствует отрезок времени 0-t0. Причем ЛА в это время либо размещается неподвижно на земле, либо летит по произвольной траектории к пространственной точке, в которой будет производиться измерение. В момент времени to,когда он достиг намеченной точки траектории с координатами по углу азимута ро и углу места 90 , значения текущих углов, выдаваемые измерителем координат 15, поступают на интерфейс 12, с выхода которого коды углов в цифровом виде поступают на вход блока совпадения 16, в памяти которого записан код пространственных координат, с которых необходимо начинать измерение. При совпадении кодов углов с выхода блока совпадения 16 подается сигнал на включение таймера 17, осуществляющего отсчет времени, и команда с таймера 17 на изменение частоты генератора 1 по радиоканалу передатчик 18 - антенна 19 - антенна 7 - приемник 6 - модулятор 5. Причем закон изменений частоты от времени заранее заложен в модуляторе 5. С этого момента начинается одновременный ввод в ЭВМ 13 следующих временных зависимостей: частоты излучаемого сигнала (фиг.1а), углов места и азимута (фиг.16в) и показаний измерительных приемников 10, 11, связанных с исследуемой 8 (Уи) и опорной 9 (Don) антеннами (фиг.1г). Ввод этих временных зависимостей, также как и отсчет времени осуществляется непрерывно, так что известно какому моменту времени соответствуютпоказания измерителя пространственных координат 15, измерительных приемников 10, 11, а также известен номинал частоты, излучаемой с борта ЛА. Задаваясь группой дискретных частот, а на фиг,1а показана одна из них fM, можно определить массив моментов времени, соответствующих каждой из упомянутых ча стот. На фиг.1а эти моменты; ti,..tio. Этим моментам, как это видно из фиг, 16,в, соответствуют определенные массивы пространственных координат 01...$ю и

-

pi ... р ю . На фиг.1б,в показаны два участка траектории полета ЛА: полет по кругу (рт.-.ф Ьй при постоянном угле места 0 ... 0 ю и полет по главному сечению ДН 5 01 ...05 и при постоянном азимутальном угле ф1...ръ. Одновременно вводятся в ЭВМ 13 и соответствующие этим пространственным координатам показания измерительных приемников ии7...1)и10, Uon7...Uon10, соответствующие азимутальному сечению ДН, и 1)и ...11и5, Uon1...Uon5, соответствующие главному сечению в уг- ломестной плоскости. Поскольку в каждый момент времени точно известна рабочая частота, можно получить ДН для любой частоты (или набора частот) в автоматическом режиме, практически полностью устранив ручные операции по измерению и обработке результатов, и тем самым существенно повысить точность способа. По полученной совокупности данных нетрудно построить на регистраторе 14 ДН для заранее намеченных сечений в азимутальной и угломестной плоскостях.

Следует отметить, что современные способы перестройки частоты, основанные на электронных устройствах управления, позволяют получать любую частоту в рабочем диапазоне за время, составляющее еди- ницы миллисекунд. За это время ЛА успевает переместиться лишь на несколько угловых секунд, таким образом, в каждой точке пространства выполняется измерение во всем рабочем диапазоне частот, и факти- 5 чески достаточно одного пролета Л А по заданной траектории, чтобы обеспечить достоверные измерения во всем рабочем диапазоне. Это позволяет наряду с основной целью изобретения также существенно повысить производительность измерительных операций.

Изобретение может быть осуществлено с использованием общеизвестных технических средств.

Использование предлагаемого способа измерения ДН диапазонной антенны позволяет существенно повысить точность измерений, а также поднять производительность труда, в число раз, равное количеству частот в рабочем диапазоне антенны, на которых предполагается проводить измерение ДН.

Формула изобретения

Способ измерения диаграммы направленности диапазонной антенны, включающий излучение сигнала источником, расположенным в дальней зоне исследуемой антенны, непрерывно перемещающимся по заданной траектории, периодическое изменение частоты излучаемого сигнала в

15

20

25

30

40

45

50

55

рабочем диапазоне частот исследуемой антенны, прием излученного сигнала исследуемой и опорной антеннами, многократное одновременное измерение амплитуды принятого сигнала и координат источника относительно исследуемой антенны в каждом периоде изменения частоты и определение диаграммы направленности в рабочем диапазоне частот по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности измерения диаграммы направленности на любой из частот рабочего диапазона, закон изменения частоты выбирают произвольным, дополнительно измеряют

время в каждом периоде изменения частоты одновременно с измерением амплитуды принятого сигнала и координат источника, причем начало измерения времени синхронизируют с началом изменения частоты.

Использование: техника антенных измерений, в частности облетные измерения диапазонных антенн. Сущность изобретения: способ включает излучение сигнала источником, расположенным в дальней зоне исследуемой антенны, в частности размещенным на борту летательного аппарата, перемещающего по заданной траектории, периодическое изменение частоты излучаемого сигнала в рабочем диапазоне исследуемой антенны, прием излученного сигнала исследуемой и опорными антеннами, многократное одновременное измерение амплитуды принятого сигнала и координат источника излучения в каждом периоде изменения частоты, в котором измеряют время одновременно с измерением амплитуды принятого сигнала и координат источника, причем начало измерения времени синхронизируют с началом изменения частоты, а закон изменения частоты выбирают произвольным. 2 ил. ел с