Устройство для антенных измерений

 

Изобретение может использоваться для измерений внешних параметров антенн и обеспечивает повышение точности . Устройство содержит измерительную камеру (ИК) 1 в виде цилиндра , N измерительньпс зондов 2, установленных внутри ИК 1 эквидистантно по кольцу, соосному с ж , N Y-цир- Iкуляров 3, многополюсник 4, выпол (/) От fffl Э

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„27022 (51)46 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3894474/24-09 (22) 12.05.85 (46) 30.07.87.Бюл., В 28 (71) Московский авиационный институт нм.Серго Орджоникидзе (72) Е.Н.Воронин и Е.Е.Нечаев .(53) 621.317:62!.396.67 (088.8) (56) Радиотехника и электроника.

Т.24, 1979, N 12, с.2381.

Авторское свидетельство СССР

9 1193605, кл. G 01 R 29/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНТЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение может использоваться для измерений внешних параметров антенн и обеспечивает повышение .точности. Устройство содержит измерительную камеру (ИК ) 1 в виде цилинд.ра, N измерительных зондов 2, установленных внутри ИК 1 эквидистантно по кольцу, соосному с ИК I, N Y-цир куляров 3, многополюсник 4, выпол13 ненный по схеме Батлера или Бласса, И фаэонращателей 5, Й аттенюаторон б, генератор 7 СВЧ, N-канальный СВЧ-коммутатор 8, многополюсник 9, дели— тель 10 мощности, (m-1)-N фаэовращателей ll, (m-1)-N аттенюаторов 12, испытуемую антенну 13. N-канальный коммутатор 8 содержит согласованные нагрузки 14 и короткозамыкатели

l5 ° Напряжения с измерительных эондон 2 подвергаются дискретному преоб27022 разонанию Фурье с помощью матрицы .

Батлера многополюсника 4, умножаются на диагональную матрицу с помощью фазонращателей 5 и аттенюаторон 6 и подвергаются обратному дискретному преобразованию Фурье в много полюснике 9. Введение блоков 8-12

1 позволяет повысить точность интерполяции измеренной диаграммы направленности н ш раз большем количестве угловых точек. 1 ил. нием

15 где (U

Изобретение относится к радиоизмерениям, конкретно к технике измерений внешних параметров антенн.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для антенных измерений.

Устройство для антенных измерений содержит измерительную камеру 1 в виде цилиндра, N измерительных зондов 2, установленных ннутри измерительной камеры 1 экнидистантно по кольцу, соосному с измерительной камерой, и соединенных через первые и вторые плечи Y-циркуляров 3 с первым многополюсником 4, выполненным по схеме Батлера или Бласса, выходы которого последовательно соединены с фазовращателями 5 и аттенюаторами 6, генератор 7 СВЧ, N-канальный СВЧ-коммутатор 8, второй многополюсник 9 с (m-t)N+N выходами и входами, выполненный по схеме Батлера или Бласса, делитель 10 мощности, (m-1)-N выходов которого подключены через дополнительные фазовращатели 11 и аттенюаторы 12 к (m-1)-N симметричным относи тельно центрального входам второго многополюсника 9, а другие N выходов делителя !О мощности подключены через N-канальный СВЧ-коммутатор 8 к третьим (в) плечам У-циркуляров 3, при этом выходы N аттенюаторов 6 сое— динены с N входами второго многополюсника 9, а генератор 7 СВЧ через делитель 10 мощности подключен к испытуемой антенне 13. Выходы второго многополюсника 9 подсоединены к измерительным приемникам. N-канальный СВЧ-коммутатор 8 содержит согласованные нагрузки 14 и короткоэамыкатели 15.

5 .Устройство для антенных измерений работает следующим образом.

Оптимальный в среднеквадратическом смысле процесс восстановления диаграммы направленности (ДН ) испытчемой антенны описывается соотношеj 12 1 Г2) (I-S) (йе2) (P(g)), — матрица-строка комплексных сигналов измерительных зондов 2; (2 1 â матрица взаимньгх сопротивлений измерительных зондов

2 внутри измерительной камеры 1; (2 ) — матрица взаимных сопротивлений измерительных зондов 2 в свободном пространстве; единичная матрица; (S) — матрица рассеяния измерительных зондов 2; (Г(О) 1 - матрица столбец иэ комплексно-сопряженных ДН зондон 2.

Обозначим через матрицу (Г) произведение матриц 2 „ -,(2) (1-Я)"(Ке2)

35 матрица )I j — это квадратная матрица, которая н случае эквидистантного рас- . положения зондов 2 на кольце является циркулярной и поэтому ее можно спектрально разложить следующим образом:

27022

15

3 13 (Г = (Ф)(.1Г4 J", (2) где (Ф) и (Ф) — унитарные матрицы прямого и обратного дискретных преобразований

Фурье соответственно;

Аь — собственные значения матрицы (Г), равные значениям дискретного преобразования

Фурье от элементов ее первой строки (столбца).

Собственные значения cL — величины комплексные, их можно представить следующим образом: „=(d„(exp (j Ф„).

С учетом (2) выражение (! ) запишет— ся в виде

2пn - 2рп

N N х(Ф) tf (— ---) ) (Ф(, (3)

Обозначим через

fit> = (Ф (.1()> где p. l 13 t е Р (j Ф ), тогда n = l h „ l exp (j Yn ), где ((„1=! п пI (eï,l, V„= Фп + Фii, Соотношение (3) может быть реализовано следующим образом.

Напряжения (U ) на выходах измерительных зондов 2 подвергаются диск— ретному преобразованию Фурье (Ф ) с помощью матрицы Батлера (Бласса) (многочолюсник 4), умножаются на матрицу (ilь1, которая является диагональной, что осуществляется при помощи фазовращателей 5 и аттенюаторов

6, и подвергаются обратному дискретному преобразованию Фурье (Ф ) " в многополюснике 9. B качестве многополюсников 4 и 9 служат матрицы

Батлера (или Бласса), выполненные либо на трех децибельных мостах и фиксированных фазовращателях, либо на связанных линиях.

Дополнительное введение в устройство делителя 10 мощности й-канального СВЧ-коммутатора 8, фазовращателей 11 и аттенюаторов 12 позволяет повысить точность интерполяции измеренной ДН в m pas большем количестве угловых точек, где m — - целое положи5

55 тельное число. С этой целью на (m-1)Ч входы многополюсника 9 подаются нулевые сигналы (или нули) от делителя 10 мощности через управляемые фаэовращатели 11 и аттенюаторы 12. Уровень нулевых сигналов и их фазовые соотношения подбираются фазовращателями 11 и аттенюаторами 12 в режиме калибровки установки, когда одновременно на многополюсник 9 также подаются сигналы от делителя

l0 мощности через коммутатор 8 через третье и второе плечи Y-циркуляров и многополюсник 4. При этом испытуемая антенна 13 отключается от генератора СВЧ. В режиме измерения выходы коммутаторов 8 подключаются к согласованным нагрузкам 14, а третьи плечи (в) Y-циркуляров подключаются к короткозамыкателям 15 в виде полуволновой короткозамкнутой линии, что обеспечивает передачу принятого СВЧ-сигнала измерительных зондов 2 через первое и второе плечи на входы многополюсника 4. Нулевые сигналы подаются к симметричный относительно центрального (m-1) N входам многополюсника 4, а калибровка установки может быть выполнена по эталонной антенне с известной ДН путем перестройки фазовращателей 5 и 11 и аттенюаторов 6 и 12.

Формула изобретения

Устройство для антенных измерений, содержащее генератор СВЧ, изме-. рительную камеру в виде цилиндра, N измерительных зондов, установленных внутри измерительной камеры эквидистантно по кольцу, соосному с измерительной камерой, и соединенных с первыми плечами соответствующих Y-циркуляров, вторые плечи которых соединены с соответствующими входами первого многополюсника, выполненного по схеме Батлера или

Бласса и снабженного N входами и

М выходами, причем к каждому выходу первого многополюсника подсоединены соответствующие последовательно соединенные фазовращатель и аттенюатор, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены (m-1)-Й дополнительных аттенюаторов и (m-1)-М дополнительных фазовращателей, N-канальной СВЧ-коммутатор, второй многополюсник, снабженный (m-1)N+N входами, (m-1)М +N

Составитель В.Рабинович

Редактор М.Петрова Техред В.Кадар

Корректор В.Еутяга

Заказ 3384/41 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул. Проектная, 4

5 1327022 6 выходами, где m ъ 1 - целое положи- ка, а другие выходы делителя мощностельное число, выполненный по схе- ти соединены через Й-канальный ме Батлера или Бласса, делитель мощ- СВЧ-коммутатор с третьими плечами ности, вход которого соединен с вы- соответствующих Y-циркуляров, при ходом СВЧ-генератора, каждый из этом выходы аттенюаторов подключены (н"1). и выходов которого подключен к соответствующим входам второго через соответствующие последователь- многополюсника, при этом дополнительно соединенные дополнительные фазо- ный выход делителя мощности являетфращатель и аттенюатор к соответст- ся выходом для подсоединения входа вующему входу второго многополюсни- 10 испытуемой антенны.