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 облетов.

Цель изобретения - повышение производительности.

На чертеже приведена электрическая схема устройства, реализующего способ измерения ДН диапазонной антенны.

Устройство для измерения ДН диапазонной знтенны содержит N генераторов 1, подключенных к N входам первого частотно-разделительного блока 2. к выходу которого подключена антенна 3. Исследуемая 4 и опорная 5 антенны через второй 6 и третий

7 частотно-разделительные блоки подключены к входам первого 8 и второго 9 комму- таторов, выходами подключенных к приемнику 10 измерительного канала и приемнику 11 опорного канала, выходы которых через интерфейсный блок 12 подключены к ЭВМ 13. Выход ЭВМ 13 соединен с регистратором 14. К интерфейсному блоку 12 подключен измеритель координат 15.

Генераторы 1, первый частотно-разделительный блок 2 и антенна 3 размещены на борту летательного аппарата (ЛА) 16.

Способ измерения ДН диапазонной-ан- тенны реализуется следующим образом.

Совокупность N генераторов 1, установленных на ЛА 16, вырабатывает сигналы.

00

S

Os

частоты которых находятся в рабочем диапазоне диапазонной исследуемой антенны 4. Через первый частотно-разделительный блок 2 указанные сигналы поступают на передающую антенну 3, установленную на борту ЛА 16. Последний совершает в пространстве полет по заранее намеченным траекториям: круговым - под разными углами места при измерениях в азимутальной плоскости и линейным -.на определенной высоте под азимутальным углом, соответствующим главному сечению ДН, Излученный антенной 3 многочастотный сигнал принимается исследуемой антенной 4 и опорной антенной 5 и через второй 6 и третий 7 частотно-распределительные блоки соответственно поступает на входы первого и второго коммутаторов 8 и 9 соответственно. При этом на каждом выходе частотно-разделительных блоков 6 и 7 или входе коммутаторов 8 и 9 выделяется сигнал конкретной заданной частоты из группы N частот, излученных антенной 3. Коммутаторы 8 и 9 обеспечивают последовательное подключение каждого из N выходов второго 6 и третьего 7 частотно-разделительных блоков 6 и 7 к приемникам 10 и 11 соответственно, которые обеспечивают измерение амплитуд входных сигналов. Измеритель координат 15 автоматически или при участии оператора обеспечивает измерение текущих координат ЛА 16 - угла места и азимута. Сигналы, поступающие в интерфейсный блок 12 от приемников 10 и 11 и измерителя координат 15, преобразуются в цифровую форму и в закодированном виде подаются на вход ЭВМ 13. При выходе Л А 16 в начальную точку измерений с измерителя координат 15 автома.тически или оператором подается сигнал о начале измерений. В этот момент происходит считывание и обработка массива данных, поступивших с выходов измерительных приемников 10 и 11 и соответствующих напряжениям на N измеряемых частотах в данной точке траектории, а также с измерителя координат 15. С выхода ЭВМ 13 обработанная информация поступает на регистратор 14.

Таким образом, в каждой точке заданной траектории происходит последовательное измерение излучаемых антенной 3 сигналов на всех N измеряемых частотах. В результате за один пролет ЛА происходит измерение ДН на всех требуемых частотах рабочего диапазона.

Следует отметить, что, так как прием сигналов на всех излучаемых частотах происходит последовательно в каждой точке измерений, это несколько замедляет процесс измерения и одновременно вносит определенную погрешность в измерения. Можно показать, что если время последовательного подключения сигналов всех N частот опД(0л

ределяется из соотношения t дГ , где Ду

предполагаемая ширина ДН измеряемой антенны; AV-угловая скорость летательного аппарата, то с небольшой погрешностью можно полагать, что одно измерение на

всех частотах выполняется в одной точке пространства.

Обработка результатов измерений производится следующим образом.

С выхода измеряемой антенны 4 получаютдва массива амплитуд A (fi), A(f2),... A (fN) и В (fi), В (f2),...,B (fN). Одновременно с измерением массивов А и В измеряют пространственные координаты летательного аппарата 16 С (N; ON), где рм и ON - угловые координаты летательного аппарата 16 в системе координат с центром, совпадающим с центром исследуемой антенны 4. Информация об излучаемых частотах TN, сигналах с выходов исследуемой антенны А

(fN) и опорной антенны В (fN) и координатах летательного аппарата С (fN, ON) вводится в ЭВМ 13, где для каждой из излученных частот выполняется следующий алгоритм:

- определяется нормированная ампли- Туда сигнала с выхода измеряемой антенны для всего массива пространственных координат летательного аппарата MTN) . В (f N )

- определяется максимальное значение амплитуды сигнала с выхода измеряемой антенны

Amax(fN, (pN, ON),

- определяется нормированная диаграмма направленности исследуемой антенны 4 на каждой из излученных частот

D (fw, pN, ON)

F (fN.yN.fr)- DD( цUmax ( TN , PN , UN )

При реализации данного способа возможен и другой путь регистрации сигнала с исследуемой 4 и опорной 5 антенн. В этом случае прием сигналов выполняют на всех излученных частотах одновременно с помощью N приемников, входы которых подключены к соответствующим выходам второго частотно-разделительного блока 5, а выходы - к входам интерфейсного блока 8, что дает максимальную скорость проведения измерений, но требует существенных аппаратурных затрат, связанных с организацией многоканальной высокочастотной системы, При этом алгоритм измерения не отличается от приведенного выше.

Использование предложенного способа позволяет повысить производительность труда при измерениях диаграмм направленности во столько раз, сколько частот одновременно излучается с борта летательного аппарата. Обычно эта величина равна 5-6.

Формула изобретения Способ измерения диаграммы направленности диапазонной антенны, включающий излучение сигнала на каждой частоте рабочего диапазона с борта летательного аппарата, перемещающегося в дальней зоне исследуемой антенны по заданной траектории , прием сигнала исследуемой и опорной антеннами, одновременное измерение амплитуд принятого сигнала и координат летательного аппарата относительно

0

5

исследуемой антенны и определение диаграммы направленности на каждой из частот рабочего диапазона по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, излучение и прием сигнала выполняют одновременно на всех частотах рабочего диапазона, из принятого сигнала выделяют сигналы на каждой из частот рабочего диапазона, а измерение амплитуды принятого сигнала выполняют для сигнала на каждой частоте за время t Др/Д V, где А.р- ширина диаграммы направленности исследуемой антенны по уровню половинной мощности, - угловая скорость летательного аппарата относительно исследуемой антенны.

Использование: измерение диаграмм направленности (ДН) диапазонных антенн методом облетов. Сущность изобретения: производят излучение сигнала с борта летательного аппарата (ЛА), совершающего полет по заранее намеченной траектории, прием сигнала на исследуемую и опорную антенны и измерение его уровней, преобразование в цифровую форму и одновременный ввод в вычислитель упомянутых сигналов и сигналов с измерителя пространственных координат Л А, также преобразованных в цифровую форму, вычисление и построение ДН, причем излучение сигнала выполняют одновременно на выбранных частотах рабочего диапазона, а прием сигнала исследуемой и опорной антеннами осуществляют одновременно для излучаемых сигналов всех упомянутых частот, после чего проводят вычисления и построения ДН для каждой из упомянутых частот. Кроме того, прием сигналов исследуемой и опорной антеннами выполняют для излучения сигналов всех упомянутых частот за время, определяемое соотношением t « Aip/AV, где предполагаемая ширина ДН исследуемой антенны; AV- угловая скорость ЛА относительно исследуемой антенны. 1 ил. ел с