Устройство автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны

 

Изобретение относится к технике СВЧ антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений . В режиме приема сигнал с 2-го выхода блока 13 формирования управляющих сигналов воздействие на управляющий вход управляемого фазовращателя 8 приводит к изменению его состояния . Регулирование фазового сдвига происходит до тех пор, пока разность фаз между передающим и отраженным сигналом не станет равной 90 , т.е. примет постоянное значение.Любые нестабильности фазы коэф. передачи (КП) кабеля 9 компенсируются изменением фазы фазовращателя 8. Аналогично происходит стабилизация модуля КП. Любые уменьшения КП кабеля 9 компенсируются за счет изменения затухания управляемого аттенюатора 7, При работе с исследуемой антенной 17, находящейся в режиме передачи, СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, при котором сигнал с выхода направс ленного ответвителя 6 поступает на вход амплифазометра 5, В этом режиме (Л стабилизация модуля и фазы КП прои ходит периодически, причем в этот момент СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, соответствующее предыдуще- 3 му режиму. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. to to го СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

„„SU„„1272281 щ4 С 01 Р 29/10

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690650/24-09 (22) 04.01.84 (46) 23.11 ° 86.Бкл. У 43 (72) Л.Я.Ильницкий и И.Л.Иимберг (53) 621.317:621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 486288, кл. G 01 К 29/10, 1974, Авторское свидетельство СССР

Ф 815680, кл. 4 01 R 29/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕ.РЕН1И АМШ1ИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к технике СВЧ антенных измерений, Цель изобретения — повышение точности измерений, В режиме приема сигнал с 2-го выхода блока 13 формирования управляющих сигналов воздействие на управляющий вход управляемого фазовращателя 8 приводит к изменению его сос тояния. Регулирование фазового сдвиra происходит до тех пор, пока разность фаз между передающим и отражено ным сигналом не станет равной 90 т.е. примет постоянное значение,Любые нестабильности фазы коэф. передачи (КП) кабеля 9 компенсируются изменением фазы фазовращателя 8. Аналогично происходит стабилизация модуля КП. Любые уменьшения КП кабеля 9 компенсируются за счет изменения затухания управляемого аттенюатора 7, При работе с исследуемой антенной 17, находящейся в режиме передачи, СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, при котором сигнал с выхода направленного ответвителя 6 поступает на вход амплифазометра 5, В этом режиме стабилизация модуля и фазы КП происходит периодически, причем в этот момент СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, соответствующее предыдущему режиму. 1 з.п.ср-лы, 2 ил.

1272281

Изобретение относится к технике

СВЧ антенных измерений, Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема устройства автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны; на фиг, 2 — структурная электрическая схема блока формирования управляющих сигналов:

Устройство состоит из генератора

1 СВЧ сигналов, первого и второго делителей 2 и 3 мощности, СВЧ коммутатора 4, амплифаэометра 5, направленного ответвителя 6 отраженной волны, управляемого аттенюатора 7, управляемого фазовращателя 8, кабеля 9, направленного ответвителя 10 падающей волны, отражателя ll с управляемой фазой коэффициента отражения, измерительного зонда 12, установленных на подвижной каретке, блокц 13 формирования управляющих сигналов, блока 14 управления и регистрации, управляющего генератора 15, формирователя 16 опорного сигнала, исследуемой антенны 17. Блок 13 формирования управляющих сигналов состоит иэ квадратурного делителя 18 мощности, синфазного делйтеля 19 мощности,первого и второго сумматоров 20 и 21 мощности, первого и второго амплитудных детекторов 22 и 23, первого, второго и третьего селективных усилителей 24 — 26, первого, второго и третьего синхронных детекторов 27

29, первого и второго блоков 30 и 31 памяти, генератора 32 управляющих сигналов и низкочастотного переключателя 33.

Устройство автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны при исследовании ан.тенны в режиме приема работает следующим образом.

Сигнал генератора 1 проходит через делители 2 и 3, СВЧ коммутатор 4, поступает на вход направленного ответвителя 6, проходит через управляеMblH аттенюатор 7, управляемый фазо— вращатель 8, направленный ответвитель 10 и поступает на вход измерительного зонда 12, который вместе с направленным ответвителем 10 и отражателем ll перемещается на подвижной каретке по определенной по отношению к апертуре исследуемой антенны 17 поверхности, СВЧ сигнал излучается измерительным зондом 12 принимается исследуе5 мой антенной 17 и через СВЧ коммутатор 4 поступает на сигнальный вход амплифазометра 5. Результаты измерений в определенные моменты времени в определенных точках поверхности сканирования измерительного зонда 12 считываются по командам блока 14 с амплифазометра 5 в блок 14.

Часть СВЧ сигнала, проходящего через направленный ответвитель 10, ответвляется в отражатель 11, где производится отражение этого сигнала, причем фаза отраженного сигнала прио нимает значение 0 — 180 за счет управляющего генератора 15, генерирую20 щего сигнал с частотой Г . Отраженный и проманипулированный по фазе сигнал поступает через направленный ответвитель 10, кабель 9, управляемый аттенюатор 7 и управляемый фазо2 вращатель 8, направленный ответвитель б, СВЧ коммутатор 4, первый и второй делители 2 и 3 на вход генератора 1, где он рассеивается.

Часть отраженного СВЧ сигнала через направленный ответвитель 6 ответпляется на сигнальный вход блока 13 °

Одновременно на опорный вход этого блока поступает сигнал с второго выхода второго делителя 3, Блок 13 вырабатывает на втором выходе сигнал, пропорциональный

U 01Р Uo.p

U = U + — -- — u гiа * 2 " 2 который становится равным О, когда

40 разность фаз U„, и U l перестает быть равной 90, где U» — амплитуда падающей волны; U,p — амплитуда отраженной волны; U — значение сигнала на втором выходе блока 13; Сиг45 нал на первом выходе блока 13 оказывается пропорциональным разности амплитуд отраженного сигнала в два соседних тахта сигнала частоты F от управляющего генератора 15.

Сигнал с второго выхода блока 13, воздействуя на управляющий вход управляемого фаэовращателя 8, приводит к изменению его состояния. Регулиро5S ванне фазового сдвига происходит до тех пор, пока разность фаз между передающим и отраженным сигналом не о станет равной 90, т.е. примет некоторое постоянное значение. Любые нес1272281

Аналогичным образом происходит стаби- 5 лизация модуля коэффициента передачи.

31юбые уменьшения коэффициента переда10

20 ненное напряжение и записывается текущее значение U, . Напряжение с выхода блока 31 памяти поступает на уп-45 равляющий вход управляемого фазовращателя 8 и изменяет фазу до тех пор, пока U, уменьшится до напряжения, близкого к нулю. Последующие изменения электрической длины кабеля 9 за 50 счет деформаций, изменения окружающей температуры или уходов частоты вызывают увеличение выходного напряжения селективного усилителя 26, синхронного детектора 29 и блока 31 55 памяти и изменение фазы уцравляемого фазовращателя 8 в ту или иную сторонуф табильности фазы коэффициента передачи кабеля 9, возникающие при его деформациях, компенсируются изменением фазы управляемого фазовращателя 8. чи кабеля 9 компенсируются за счет изменения затухания управляемого аттенюатора 7.

Таким образом, любые нестабильности коэффициента передачи кабеля 9 не оказывают влияние.

При работе с исследуемой антенной

17, находящейся в режиме передачи, СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, при котором сигнал с выхода направленного ответвителя 6 поступает на вход амплифазометра 5, В этом режиме стабипиэация модуля и фазы коэффициента передачи происходит периодически, причем в этом момент СВЧ коммутатор 4 перевоцится в положение, соответствующее предыдущему режиму.

Переключения удобно проводить в момент перехода с одной строки или строба на другой.

Блок 13 работает следующим образом.

На входе амплитудного детектора

23 при работе управляющего генератора, 15 присутствуют два сигнала,соответствующие первому и второму полупериодам модуляции. Селективный усилитель 26 производит выделение переменной составляющей сигнала на выходе амплитудного детектора 23. На вы:ходе синхронного детектора 29 постоянное напряжение, Выходное напряжение U поступает на вход блока 31 памяти. По команде с блока 14 в блоке 31 памяти списывается ранее запом25

При работе канала стабилизации амплитуды блока 13 фаза между сигналами падающей и отраженной волн за счет работы канала стабилизации фазы о на входе сумматора 21 равняются 90 (или 270 ), и переменное напряжение на выходе амплитудного детектора 23 мало. На входы сумматора 20 при этом поступают сигналы, сдвинутые ло фазе по отношению к напряжению падаюо щей волны на 90, сдвиг по фазе между сигналами падающей волны и сигналом, поступающим на вход сумматора

20 осуществляется в квадратурном делителе мощности 18. Переменное напряжение с амплитудного детектора 22 поступает на один из входов низкочастотного переключателя 33, который с периодичностью, определяемой генератором 32, поступает на вход селективного усилителя 24 и после усиления на частоте F выпрямляется синхронным детектором 27.

Формул а и з о бр е тени я

1. Устройство автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны, содержащее последовательно соединенные генератор

СВЧ-сигналов, первый и второй делители мощности, амплифаэометр, опорный вход которого соединен с вторым выходом первого делителя мощности, измерительный зонд, установленный на подвижной каретке, кабель, блок управления и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены последовательно соединенные СВЧкоммутатор, направленный ответвитель отраженной волны, управляемый аттенюатор и управляемый фазовращатель, размещенные на подвижной каретке направленный ответвитель падающей волны и отражатель с управляемой фазой коэффициента отражения, а также последовательно соединенные управляющий генератор, формирователь опорного сигнала и блок формирования управляющих сигналов, причем управляющий вход СВЧ-коммутатора и первый управляющий вход блока формирования управляющих сигналов соединены с соответст-" вующими выходами блока управления и регистрации, первый вход и первый выход СВЧ-коммутатора соединены соответственно с первым выходом второго

1272281 делителя мощности и сигнальным входом амплифазометра, а второй вход

СВЧ-коммутатора является входом д я подключения исследуемой антенны,развязанное плечо направленного ответвителя отраженной волны соединено с первым входом блока формирования управляющих сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом второго делителя мощности, второй и тре- 10 тий управляющие входы блока формирования управляющих сигналов соединены соответственно с выходом управляющего генератора и выходом формирователя опорного сигнала, первый и вто- t5 рой выходы блока формирования управляющих сигналов соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и управляемого фазовращателя, выход которого через 20 кабель подключен к входу направленного ответвителя падающей волны, выход которого соединен с измерительным зондом, третий управляющий выход и вход блока управления и регистрации соединены соответственно с управляющим входом и выходом амплифазометра, выход управляющего генератора соединен с управляющим входом отражателя с управляемой фазой козффициен- З0 та отражения, вход которого соединен с развязанным выходом направленного ответвителя падающей волны.

2. Устройство по п,1, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что блок фор- 35 мирования управляющих сигналов содер-1 жит последовательно соединенные синфазный делитель мощности, первый сумматор мощности, первый амплитудный .детектор, низкочастотный переключа- 40 тель, первый селективный усилитель, первый синхронный детектор, второй селективный усилитель, второй синхронный детектор и первый блок памяти, между вторым выходом синфазного делителя мощности и вторым входом первого блока памяти последовательно включены второй сумматор мощности, второй амплитудный детектор, третий селективный усилитель, третий синхронный детектор и второй блок памяти, а также квадратурный делитель мощности, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого и второго сумматоров мощности, генератор управляющих сигналов, выходы которого соединены соответственно с управляющим входом низкочастотного переключателя и вторым входом второго синхронного детектора, выход синфаэного делителя мощности является первым входом блока формирования управляющих сигналов, вход квадратурного делителя мощности является

его вторым входом, управляющие входы первого и второго блоков памяти соединены и являются первым управляющим входом блока формирования управляющих сигналов, вторые входы первого и третьего синхронных детекторов соединены и являются вторым управляюпщм входом блока формирования управляющих сигналов, второй вход низкочастотного переключателя является третьим управляющим входом блоКа формирования управляющих сигналов, выход первого блока памяти является первым, а выход второго блока памяти — вторым выходами блока формирования управляющих сигналов.

1272281,Составитель E,Ñêîðîõîäîâ

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук

Корректор Г.Решетник

Заказ 6335/45 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная 4

aHi