Способ определения коэффициента отражения электромагнитной волны от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки с электрически управляемыми фазовращателями

 

Изобретение может использоваться при определении характеристик От СВЧ-ге- Htpamoi сканирования крупноапертурньпс ФАР и обеспечивает повышение точности. Способ заключается в том, что с помощью передающей антенны 1 облучают отражательную фазированную антен ную решетку (ОФАР)под углом нормали раскрыва 2 ОФАР квазиплоской электромагнитной волной. При отражении с помощью электрически управляемых фазовращателей отклоняют луч ОФАР на угол не менее, чем 0(5+ А{ & - удвоенная угловая ширина луча ОФАР по уро1вню 3 дБ ). Измеряют переотраженную ОФАР мощность при двух положениях приемной антенны 3: при ориентировании ее нормали по отношению к нормали к плоское ти раскрьша ОФАР под углами б д + 4 и 0р+ 24. Коэф.отражения определяют по формуле. 2 ил. К измерителю СВЧ- мощности - « (Л 00 1 -vl -sj Область озозироУаноо онтеннво решетки

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1377771 A1 (51)4 G 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9{v

113

К A BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К изнеритела сВчno eocmu дй сВИс/ЩИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054961 /24-09 (22) 11.04,86 (46) 29.02.88. Бюл. У 8 (72) А.Г.Антипин, Г.А.Полухин, Ю.Н.Серяков и А.Г.Шубов (53) 621,317:621.396.67 (088.8) (56) Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. М.: Связь„ 1972, с.119.

Методы измерения характеристикантенн СВЧ. М.: Радио и связь, 1985, . с,319-323. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ

ОТ PACKPbIBA ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫМИ ФАЗОВРАЩАТЕЛЯМИ (57) Изобретение может использоваться при определении характеристик сканирования крупноапертурных ФАР и обеспечивает повышение точности.

Способ заключается в том, что с помощью передающей антенны 1 облучают отражательную фазированную антенную решетку (ОФАР1 под углом 60 к нормали раскрыва 2 ОФАР квазиплоской электромагнитной волной. При отражении с помощью электрически управляемых фазовращателей отклоняют луч ОФАР на угол не менее, чем

6,+ 4(4 — удвоенная угловая ширина луча ОФАР по уровню 3 дБ ). Измеряют переотраженную ОФАР мощность при двух положениях приемной антенны 3: при ориентировании ее нормали по отношению к нормали к плоскости раскрыва ОФАР под углами 6, + д и 8 + 24. Коэф.отражения определяют по формуле. 2 ил.

1377771

25 щатели с

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при определении характеристик сканирования крупноапертурных фазированных антенных решеток СВЧ-диапазона.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 изображена структурная, электрическая схема устройства, реализующего способ определения коэффициента отражения электромаг" нитной волны от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки (ОФАР 1; на фиг.2 — диаграмма направленности ОФАР, возбуждаемой плоской электромагнитной волной под углом О, от нормали к апертуре.

Устройство для определения коэффициента отражения электромагнитной волны от раскрыва ОФАР содержит передатчик СВЧ-колебаний соединенный с передающей антенной 1, раскрыв 2

ОФАР, приемную антенну 3, соединенную с приемником.

Устройство для определения коэффициента отражения электромагнитной волны от раскрыва ОФАР работает следующим образом.

Область ОФАР, размер которой выбирается не менее 20 длин волн, возбуждают по пространству под углом

9, электромагнитной волной с помощью передающей антенны 1. Фазовый фронт электромагнитной волны должен быть плоским или близким к плоскому (квазиплоским ). В первом случае в качестве передающей антенны 1 используется коллиматор, например зеркальная антенна с размером апертуры порядка 30-40 длин волн, а во втором — направленная антенна, например рупор с размером апертуры порядка 10-15 длин волн.

При фазировании излучателей области фазированной антенной решетки по линейному или квазилинейному закону (в соответствии с типом передающей антенны) для небольшого угла отклонения основного максимума диаграммы направленности от нормали к апертуре — (не менее удвоенной ширины диаграммы направленности) область фазированной антенной решетки в отражательном режиме формирует многолепестковую диаграмму направленности (фиг.2). Ширина основного лепестка диаграммы направленности по о уровню -3 дБ и однозначно определяется размером области фазированной антенной решетки L и амплитудно-фазовым распределением в этой области. Эта связь известна в антенной технике. Для равномерного возбуждения области фазированной антенной решетки Я, = 51 1 /L где длина волны. При выборе и а 2 6,q (положение нуля между первыми и вторыми боковыми лепестками и более, 1 1/1Г!) достигается уменьшение ошибки определ.ния коэффициента отражения, обусловленной влиянием боковых лепестков диаграммы направленности области фазированной антенной решетки. Диаграмма направленности имеет максимумы напряженности поля излучения, величина которых определяется коэффициентом отражения от излучателей фазированной антенной решетки для ряда угловых положений". для зеркального отражения падающей волны - / Г(a,)/, а для отраженных волн, соответствующих первому и второму прохождению волн через фаэовра! / (, 2 )/, где 4 коэффициент передачи по напряжению фазовращателей отражательного типа;

К,= / - коэффициент потерь энергии в фазовращателях отражательного типа. При. этом для малых л отношение мощности волн второго и первого отражения волн д = K,/ Г(И, + а) /

Точность указанной формулы возрастает с уменьшением D что достигается ценою увеличения размера возбуждаемой области фазированной антенной решетки. При выборе этого размера порядка 20 длин волн для наиболее распространенных фазированных антенных решеток с шагом между излучателями не более 0,6-0,7 длины волны и плавной характеристикой сканирования в этих формулах практически выполняется равенство.

Операцию измерения мощностей отраженных волн в максимумах диаграммы направленности возбуждаемой области производят с помощью приемной антенны 3, например рупора, и приемника, Возможно применение двух зондов с угловым разносом в пространстве 4. При измерении максимумов диаграммы направленности предвари13?7771

30 тельно в обычном порядке производят их поиск путем перемещения приемной антенны 3 или вращения фазированной антенной решетки с передающей антенной 1 аналогично операциям при измерениях диаграммы направленности антенн и подстройки приемной антенны 3 или зондов для каждого максимума в пределах сектора углов + /4.

Операцию регистрации отношения отраженных волн в максимумах диаграммы направленности области фазированной антенной рашетки повторяют с дискретом изменения угла падения электромагнитной волны порядка д/2 в секторе углов сканирования Н, da8/2, где 8 6 — сектора сканирования фазированной антенной решетки. Возможно проведение измерений и вне сектора сканирования.

Расчет коэффициента отражения в секторе сканировайия производят путем нормировки корня квадратного иэ найденных величин отношений мощностей отраженных волн /Г(8 +8)/z р/К,.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента отражения электромагнитной волны от раскрыва отражательной фазированной антенной решетки с электрически уп » равляемыми фазовращателями, эаключающийся в облучении отражательной фазированной антенной решетки (ОФАР) квазиплоской электромагнитной волной и измерение с помощью приемной антенны мощности, переизлученной

ОФАР отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в секторе сканирования ОФАР облучают под углом О, к нормали раскрыва

ОФАР, с помощью электрически управляемых фазовращателей отклоняют луч

ОФАР на угол не менее В, л, где — удвоенная угловая ширина луча

ОФАР по уровню -ЗдБ, измеряют мощность Р, принятую приемной антенной, расположенной в дальней зоне

ОФАР при ориентировании нормали к плоскости раскрыва ОФАР по отношению к нормали к плоскости раскрыва приемной антенны под углом 6,+ 8 и измеряют мощность Р при ориенти» ровании нормали к плоскости раскрыва

ОФАР по отношению к нормали к плос25 кости раскрыва приемной антенны под углом О, + 2д, определяют коэффициент отражения по формуле где — коэффициент прохождения по

z» мощности электромагнитной волны через электрически управляемые фазовращатели.

1377771 г (о)

Составитель В.Рабинович

Редактор Е.Копча Техред М.Дидык Корректор Н.Король

Заказ 867/41 . . Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно"полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4