Устройство для измерения амплитуднофазовых диаграмм направленности антенн Советский патент 1975 года по МПК G01R29/08 

1

Изобретение относится к области антенной техники.

Известно устройство для измерения амплитудно-фазовых диаграмм направленности, содержащее генератор, приемник, фазометрическую схему с опорным и измерительным каналами, антенну п поворотный стенд.

Однако наличие в таком устройстве вращающихся переходов и гибких волноводных линий, а также влияние отражений от земли и окружающих предметов ограничивают точность измерения и, кроме того, с его помощью возможно измерение параметров ограниченного числа типов антенн.

Цель изобретения - увеличение точности при измерении амплитудно-фазовых диаграмм направленности антенн, например, диаграмм направленности любого элемента отражательного типа, расположенного в полотне антенной рещетки, состоящей из большого числа подобных элементов.

Это достигается тем, что фазометрическая схема дополнительно снабжена приемным каналом и каналом подавления несущей, а поворотный стенд снабжен дополнительным механизмом перемещения вдоль линии визирования.

Принципиальная схема устройства изображена на чертеже. Устройство для измерения амплитудно-фазовых диаграмм направленно2

сти антенн состоит из селективного приемника 1, детекторной камеры 2, генератора 3, фазометрической схемы, которая содержит волповодные переключатели 4, 5, согласованные поглощающие нагрузки 6-8, двойные Т-мосты 9, 10, вентили 11 -14, аттенюатор 15 и фазовращатели 16, 17. Устройство содержит также передающий тракт, в состав которого входят вентиль 18, направленные ответвители 19, 20, циркулятор 21 и измерительная антенна 22. Кроме того, в состав устройства входят испытуемая антенна 23 с поворотным стендом и механизмом перемещения, модулятор 24 и короткозамыкатель 25.

Сигнал, модулированный частотой Q), от измерительного генератора 3, через вентиль 18, последовательно соединенные направленные ответвители 19 и 20, опорного канала п канала подавления несущей и циркулятор 21 поступает в измерительную антенну 22 и излучается в направлении испытуемой антенны 23. При этом часть мощности через направленный ответвитель 19 и последовательно соединенные фазовращатель 16 и вентиль 12 поступает на одно боковое плечо двойного Т-моста 9. Другая часть мощности через направленный ответвитель 20 канала подавлепия несущей и последовательно соединенные фазовращатель 17, аттенюатор 15 и вентиль

3

13 поступает на одно боковое плечо двойного Т-моста 10.

На второе боковое плечо Т-моста 10 поступает через измерительную антенпу 22, циркулятор 21 п вентиль 14 перензлученный испытуемой антенной 23 сигнал, промодулированпый по фазе или амплитуде модулятором 24 частотой Q2- После иодавлеиия нecyи eй сигнал, содержащий только нижние и верхние боковые частоты, с Е-плеча двойного Т-моста 10 через трехилечий волиоводный иереключатель 5 и вентиль 11 постуиает на второе боковое плечо двойного Т-моста 9.

Результирующий сигнал с Е-плеча двойиого Т-моста 9 через четырехплечий волноводньп ; переключатель 4 и детекторную камеру 2 поступает на вход селективного приемника 1, избирательного ио отношению к частотам модуляции QI и QSАмплитудно-фазовые диаграммы иаиравленности и положение фазового центра испытуемой антениы определяют расчетиым иутем по измеряемым амплитудным Лi (в), 2(в), Лз(в) и фазовым ф1(в), ф2(в), фз(в) характеристикам переизлучаемого испытуемой антенной сигнала, соответствующим трем положениям мехаиизма перемещения

/,;, /, / + Д/1, / - А/2

при л/,

А/..

R - расстояние между осью вращения поворотного устройства и центром измерительной антенны, выбираемое из условия

2d),

где D - диаметр измерительной антенны; d - диаметр испытуемой антенны; К - рабочая длина волны.

Для того чтобы измерить амплитудные н фазовые характеристики сигнала, переизлучаемого испытуемой антенной, необходимо при каждом выбранном значении угла поворота в: подключить с помощью волиоводных переключателей 4 и 5 вход детекторной камеры 2 к выходу Е-плеча двойного -моста 10; установить с помощью аттенюатора 15 и фазовращателя 17 минимальный уровень сигнала на выходе приемника 1, настроенного на выделение сигнала с частотой QI; подключить при помощи волноводного переключателя 5 Е-плечо двойиого Т-моста 10 к боковому плечу двойного Т-моста 9, а Е-плечо двойного Тмоста 9 подключить с помощью волноводного переключателя 4 ко входу детекторной камеры 2; настроить приемник на выделение сигнала с частотой QZ, установить с помощью фазовращателя 16 максимальный уровень сигнала на выходе приемника 1; отсчитать и зафиксировать значения фазы ф(9) и амплитуды Л (6) со щкал фазовращателя 16 и ириемчика 1 соответственно.

Затем необходимо: рассчитать амплитудную диаграмму иаиравленности Р(9) испытуемой аптенны

Я (9) .. F .:о(Н) (Н),

где

-Н) : i-±1

-2vo(«).

л-л

TV-v- 1 I (1- Г - 2л- I

.04 №-Л, , I -

о о ггт

2 . -Al -

TVV 1 f :

- - Ли I 2 :- 2 - 1 j

-

X, :: X, (в) A, (9);

л, л,(е) )со5А- Л0);

у. //Л9)4(в),(0); , з(в).Лз(0)созА,(9); /, ,у,(9)(9)зшД9з(0);

):-фЛв)-9.(в)- /. 47:Д4 (в)ср,(в)-9Л0) +

- определить иоложение фазового центра испытуемой антенны I относнтельно оси поворотного устройства

2R (1 - cos 0) -- -7-

2

где ,(в)-9ЛО) + (9),

A.,je)-arctg arctg ; л-„ (0)л-о (0)

- рассчитать фазовую диаграмму направленности 1)5(9) испытуемой аптенны

6 (fc) + А9,Л0)

X + / q cos е - (/ :f О.

Знак (верхний или нижний) в формулах при расчете / и ф(Э) выбирают, исходя из характера поведения ф ф (в) -Ф1(0); в интервале углов существования основного леиестка диаграммы направленности:

если ф О - берется верхиий знак,

если ф О - берется нижиий знак.

В том случае, когда влияние отражений от земли и окружаюнц-ьх. предметов незиачительио, амплитудную диаграмму направленности определяют как Р(@} V Л (9), а в выражениях для определения / и il;(9) следует член Дф)11(в) 0.

Пред .м е т изобретения

Устройство для измереиия амплитудно-фазовых диаграмм иаправленности антенн, содержапдее генератор, приемник, фазометрнческую схему с опорным и измерительным каналами, антенну и поворотный стенд, о т л пчающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, фазометрическая схема

6

дополнительно снабжена приемным каналом и каналом нодазления несущей, а поворотный стенд снабжен дополнительным механизмом перемещения вдоль лпнин визирования.

19

1В