Способ измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки Советский патент 1981 года по МПК G01R29/10 

1

Изобретение относится к антенной технике.

Известен способ измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки (ФАР) путем вычисления ее по измеренному амплитудно-фазовому распределению поля ФАР, причем напряженность суммарного поля в различных точках выбранной для измерения поверхности регистрируется измерителем поля, а опорный сигнсш излучается вспомогательной антенной опорного канала 1.

Недостатком известного способа является низкая точность измерений при необходимости записи поля в пределах большой площади, то есть для крупногабаритных ФАР, в связи с необходимостью использования движущихся механических устройств, вспомогательной радиолинии опорного канала, а также ВЧ - тракта, соединяющего генератор и антенну опорного канала.

Известен также способ измерения диагра 1мы направленности ФАР, включающий генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его измеряемой ФАР при поочередной модуляции фазы сигнала каждого

элемента ФАР, прием суммарного сигнала ФАР с. вьщелением из него модулируемого по фазе сигнала каждого элемента ФАР, измерение амплитуды и фазы выделенного сигнала путем сравнения с опорным сигналомИ вычисления диаграммы направленности по результатам измерений f2}. .

рднако и этот известный способ не

10 обеспечивает высокую точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для этого в способе измерения диаграммы направленности ФАР, вкл19чаю15щём генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его измеряемо Т: ФЛР при поочередной модуляции фазы сигнала каждого элемента ФАР,, прием суммарного сигнала ФАР с

20 вьщелением из него модулируемого по фазе сигнала каждого элемента ФАР, измерение амплитуды и фазы выделенного сигнала путем сравнения с опорным сигналом и вычисления диаграммы

25 направленности по результатам измерений, ,в качестве опорного сигнала используют суммарный сигнал ФАР, принимаемый в период, преди1ествующий началу модуляции фдзы сигнала очеред30ного элемента ФАР, задержанный на время, равное этому периоду, причем продолжительность указанного периода больше периода измерения сигнала очередного элемента ФАР. : На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего спосо Устройство содержит генератор 1, измеряемую ФАР 2, неподвижный зонд 3 модулятор 4, синхронизатор 5, линию задержки, коммутаторы 7 и 8, блок ,9 измерения параметров сигнала и индикатор 10. Способ измерения диаграммы на- правленности ФАР реализуется следук щим образом. Тестовый сигнал СВЧ на частоте (л; от генератора 1 поступает на ФАР 2, которая работает в передающем режиме. Неподвижный зонд 3, установленный в промежуточной или дальней зоне, принимает суммарный сигнал ФАР 2 число элементов которой равно N . Каждый элемент ФАР 2 содержит фазовращатель. Измерение амплитуды и фазы очеред ного из N контролируемого элемента ФАР 2 осуществляют за два такта ,(периода ) длительностью Т и Та. , причем Тл Период Т/1 условно именуют периодом формиро.вания опорного сигнала, а суммарный сигнал ФАР 2, принятый неподвижным зондом 3 в период Т - опорным сигналом, период измерений. С помощью фазовргцдателей N элементов ФАР 2, управляемых модулятором 4, устанавливают в период Т фа зу опорного сигнала, а в период . фазу сигнала очередного из fs| контро лируемого элемента ФАР 2 в пределах 0-212; Частота Q модуляции сигнала очередного контролируемотго элемента ФАР 2 выбирается из условия- Эта последовательность работы фазовращателей элементов ФАР 2 обеспечивается за счет подачи на модулятор 4 синхроимпульсов с выхода синхронизатора 5. Суммарный сигнал, принимаемый неподвижным зондом 3, поступает на линию б задержки и на первый вход коммутатора 7. С выхода линииб задержки суммарный сигнал поступает на пер вый вход коммутатора 8. Время задержки t выбирается из условия Ь-, Т Коммутаторы 7 и 8 в исходном сост янии закрыты и открываются на период измерений Т импульсами, которые с выхода синхронизатора 5 -поступают на вторые входы коммутаторов 7 и 8. Таким образом, на один из входов блока 9 измерения параметров сигнал поступает суммарный сигнал ФАР 2, сформированный в период Та. , а .на другой вход - в период Т , т.е. опорный сигнал, В блоке 9 измерения параметров сигнсша происходит выделение модули рованного сигнала очередного из N контролируемого элемента из суммарного сигнала ФАР 2 и измерение амплитуды и фазы выделенного сигнала, которые в виде цифровых кодов поступают на входы индикатора 10, в частности ЭЦВМ. Последовательно измеренные значения параметров сигналов элементов ФАР 2 с учетом расстояния от неподвижного зонда 3 до каждого из М элементов ФАР 2 хранятся в памяти ЭЦВМ. Диаграмму направленности ФАР 2 находят как дискретное преобразование Фурье от амплитудно-фазового распределения по ее элементам. Для вычисления диаграммы направленности ФАР 2 может быть использован алгоритм быстрого преобразования Фурье, который позволяет производить вычисления за время порядка нескольких секунд. Таким образом, все измерение занимает не больше нескольких минут. При измерении диаграммы направленности ФАР 2,-работающей в приемном режиме, тестовый сигнал СВЧ излучают неподвижным зондом 3, а для формирования опорного сигнала используют суммарный сигнал на выходе ФАР 2, Способ измерения диаграммы направленности ФАР 2 по сравнению с прототипом позволяет повысить точность измерений за.счет того, что отсутствует необходимость передачи опорного сигнала по ВЧ-тракту или вспомогательной радиолинии опорного сигнала от генератора СВЧ к блокам измерений. Это особенно важно, когда ФАР 2 и неподвижный зонд установлены на различных объектах, например ФАР 2 - на корабле, неподвижный зонд 3 - на берегу. Формула изобретения Способ измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его измеряемой фазированной антенной решеткой ( ФАР ) при поочередной модуляции фазы сигнала каждого элемента ФАР, прием суммарного сигнала ФАР с выделением из него модулируемого по фазе сигнала каждого элемента ФАР, измерение амплитуды и фазы вьщеленного сигнала путем сравнения с опорным сигналом и вычисления диаграммы направленности по результатам измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве опорного сигнала используют сум.марный сигнал ФАР, принимаемый в период, предшествующий началу модуляции фазы сигнала очередного элемента ФАР, задержанный на время, равное этому периоду, причем продолжительность указанного периода больше периода измерения сигнала очередного элемента ФАР,

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1.Фракин А,3., Рыжков Е.В. Измерение параметров антеннофидерных устройств. М,, Связь, 1972, с, 233.

2. Авторское свидетельство СССР 5 476522, кл.е01К 29/10, 1973 ( прототип .