Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованных антенн

 

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения увеличение точности путем устранения влияния отражающих предметов, расположенных сзади исследуемой антенны. Устр-во содержит вспомогательную линейно поляризованную антенну (А) 1, вход к-рой подсоединен к выходу г-ра 2 ВЧ-колебаний, исследуемую А 3, координатно-поворотные устр-ва 4, на к-рых размещены А 1 и 3. А 3 закреплена в держателе 5, а выход ее подсоединен к входу приемника 6. Держатель 5 проходит через отверстия в экране 7.Экран 7выполнен в виде прямого двугранного угла и двух прямоугольных металлич. листов размерами и 1, соединенных др. с др. по второне длиной Ij.. Экран 7 установлен за А 3. А 1 и 3 размещены в плоскости симметрии экрана 7. Ребро двугранного угла экрана 7 расположено под углом 45 к плоскости 8. Размеры 1 и Ij удовлетворяют соотношениям 1, - 1, Ij ;6 (r,-rj42)/(rj + r), где г,, г - расстояния от ребра двугранного угла до А 3 и 1 соответственно. 2 ил. @

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (51) 4 С 01 В. 29/10 фр;;;-;

l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BT0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4149409/24-09 (22) 21. 11. 86 (46) 15.06.88. Бюл. Н 22 (72) Ю,А:Давыдов (53) 621.317.328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 1201785, кл. G 01 R 29/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1167543, кл. G 01 R 29/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННЫХ АНТЕНН (57) Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретенияувеличение точности путем устранения влияния отражающих предметов, расположенных сзади исследуемой антенны.

Устр-во содержит вспомогательную линейно поляризованную антенну (А) t вход к-рой подсоединен к выходу r-pa

2 ВЧ -колебаний, исследуемую А 3, координатно-поворотные устр-ва 4, на к-рых размещены А 1 и 3. А 3 закреплена в держателе 5, а выход ее подсоединен к входу приемника 6. Держатель S проходит через отверстия в экране 7.Экран 7выполнен в виде йрямого двугранного угла и двух прямоугольных металлич. листов размерами 1, и 1 соединенных др. с др ° по второне длиной 1 .. Экран 7 установлен за А 3.

A 1 и 3 размещены в плоскости симметрии экрана 7. Ребро двугранного угла о экрана 7 расположено под углом 45 к плоскости 8. Размеры 1, и 1 удовлетворяют соотношениям 1, - -P 1, 1 < ж (г,.г 42)l(г, + г ), где г,, г — g расстояния от ребра двугранного угла до А 3 и 1 соответственно. 2 ил. С::

1402969

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть исйользовано при измерении коэффициента усиления (КУ) линейно поляризован- 5 ных антенн в СВЧ-диапазоне.

Цель изобретения — увеличение точности путем устранения влияния отражающих предметов, расположенных сзади исследуемой .антенны. 1О

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения коэффициента усиления линейно поляризованных фнтенн; на фиг, 2 — схема размещения устройства. ll5

Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляриэованЙых антенн содержит вспомогательную линейно поляризованную антенну 1, Вход которой подсоединен к выходу 20

Генератора 2 высокочастотных колебаний, исследуемую антенну 3„ координатно-пoвoрoтныe устройства (КУ) 4, На которых размещены вспомогательная линейно поляризованная антенна 1 и 25 исследуемая антенна 3. Исследуемая антенна 3 закреплена в держателе 5, а выход ее подсоединен к входу приемника 6. Устройство содержит также экран 7. Держатель 5 прохоцит через отверстие в экране 7, На фиг. 1 поКазана плоскость 8 поляризации.

Экран выполнен в виде прямого дву1ранного угла и двух прямоугольных металлических листов размерами 1, 1, соединенных один с другим по стороне, цлиной 1< . Экран 7 установлен за исследуемой антенной 3. Антенны 1 и 3 размещены в плоскости симметрии экрана 7. Ребро двугранного угла экрана 4 а

7 расположено под углом 45 к плоскости 8 поляризации антенчы. Размеры

1, и 1,, удовлетворяют соотношениям

1, <21

r к, «<2

Г< + Г где r <, r — расстояния от ребра двугранного угла до антенн 50

3 и 1 соответственно.

Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованных антенн работает следующим образом.

Вспомогательную антенну 1 и исследуемую 3 антенны устанавливают на КПУ

4 с поворотом плоскости 8 поляризации их под углом 45 относительно ребра двугранного угла экрана 7. Экран ? установлен таким образом, чтобы все отражающие предметы, расположенные за антенной 3, в том числе и КПУ 4, находились вне попя антенны.

Плоскости экрана выполнены из металлических листов прямоугольного сечения размерами 1 < 1 . Расстояние между линией пересечения плоскостей экрана 7 и антенной 3 (активной зоной антенны) устанавливают равным r .

Антенны наводят одна на другую и при включенном генераторе при постоянной мощности на входе антенны 1 измеряют, мощности Р и Р, на выходе антенны 3 с помощью приемника 6, после чего определяют КУ исследуемой антенны 3 по формуле

Pî .(4а К)г

С=---) р где P — мощность принятого исследуо емой антенной 3 канала;

Р— мощность на выходе генератора 2 высокочастотных колебаний;

С„ — КУ антенны 1;

R — расстояние между вспомогательной 2 и исследуемой 3 антеннами; A — длина волны.

Для увеличения точности можно использовать эталонную антенну с аналогичным экраном, размещенным в непосредственной близости от исследуемой антенны 3, тогда КУ испытуемой антенны 3 вычисляют по формуле

Р<

G = С а Р а где G, — КУ эталонной антенны.

Экранирование отражающих предметов от прямого сигнала вспомогательной антенны 1 исключает возбуждение на них отраженных сигналов, а поворот плоскости поляризации сигнала, отраа женного от экрана 7, на 90 относительно плоскости поляризации исследуемой антенны 3 исключает прием этого сигнала, так KGK исследуемая антенна 3 является линейно поляризованной.

Поясним, как меняется плоскость поляризации отраженного от экрана 7 сигнала. Пусть линия пересечения плоскостей экрана 7 расположена вер3 14029 тикально, а плоскость 8 поляризации вспомогательной 1 и исследуемой 3 ано тени — под углом 45 относительно ребра двугранного угла экрана 7, Раз5 ложим вектор электрического поля сигнала от вспомогательной антенны 1 на две равные составляющие: параллельную и перпендикулярную к линии пересечения плоскостей экрана 7. Тогда нетрудно убедиться, что параллельная составляющая вектора электрического поля, два раза отразившись от плоскостей экрана 7, повернется два раза о о на 180, т.е. на 360, а перпендикуо лярная составляющая — только на 1 80

Результирующая двух составляющих вектора электрического поля после отражения от экрана 7 повернется таким о образом, на 90 относительно вектора электрического поля падающего на экран 7 сигнала. Однако при произвольно выбранных размерах экрана 7 и расстояниях от линии пересечения его плоскостей до вспомогательной и исследуе- 2б мой 3 антенн могут быть случаи, когда сигнал, падающий на плоскость 7 от вспомогательной антенны 1, может после первого же отражения от одной плоскости экрана 7 попасть в исследу- 30 емую антенну 3 (в зависимости от угла падения на зту плоскость). Для исключения таких случаев необходимо, чтобы экран 7 имел одинаковые прямоугольные плоскости (грани), а биссектриса его

35 угла была направлена на исследуемую 3 и вспомогательную 1 антенны. Но при этом размеры экрана 7 и расстояния его от вспомогательной 1 и исследуемой 3 антенн должны быть такими, что- 40 бы выполнялось соотношение (2). При направлении биссектрисы угла экрана

7 на вспомогательную 1 и исследуемую

3 антенны и выполнении определенного соотношения сигналы, отраженные от экрана 7, будут попадать в исследуемую антенну 3 только после отражения от двух плоскостей экрана 7, в результате чего плоскость поляризации отраженного сигнала повернется на

90 и исследуемой антенной 3 приниматься не будет.

Найдем соотношение между размерами экрана 7 и расстояниями его от вспомогательной 1 и исследуемой 3

55 антенн

1

Пусть вспомогательная 1 и исследуемая 3 антенны и некоторая точка на линии пересечения плоскостей экрана

0D = 1 tg 45 = 1;

tg Ы, — 1

2 (2) 1

tg (3

1 (3) 2у = 180 — (180 -p) -м, =/Ъ -о (4) (=- 90 — (90 — P) — 45 = P — 45 (5) Из соотношений (4) и (5) получим (6) Р = 90 -

Подставив выражение (6) и (3) и сделав преобразования, получим:

r - 1

r< -1

1г + 1, 69

7 расположены на одной прямой. Для пояснения покажем чертеж (фиг.2) расположения антенн и экрана 7 в плоскости угла его раскрыва (в плоскости, перпендикулярной к линии пересечения плоскостей экрана). Пусть вспомогательная антенна 1 расположена в точке А, исследуемая 3 — в точке В, а линия пересечения плоскостей (ее проекция) экрана 7 — в точке С, при этом расстояния от линии пересечения плоскостей экрана 7 до исследуемой 3 и вспомогательной 1 антенн равны r и

r соответственно, а размер экрана

7 ОС равен 1. Угол раскрыва экрана 7 о равен 90, тогда угол между биссектрисой угла и направлением плоскости о экрана 7 равен 45, На стороне угла экрана 7 выберем такую точку D чтобы при падающем на экран 7 сигнале по линии AD î-ð"àæåííûé сигнал попадал в исследуемую àí-енну 3 по линии DB.

Тогда при углах падения сигнала на экран 7, меньших oL, сигнал, отраженный от плоскости DC экрана 7, не будет попадать в исследуемую антенну 3, а при некоторых углах попадет на вторую плоскость и, переотразившись от нее, повернет плоскость поляризации о на 90 . Определим соотношения rq, т и 1 при углах DAC + <

Прн угле 0DC, равном 45, получим:

5 14 разделив обе части равенства (7) на произведение r, r 1, получим

1 1

+ (8)

1 ri

Соотношение (8) будет выполняться при угле DAC, равном о .

При угле DAC (oL должны иметь

1 1 1

1 (9) 1 12 сов 45 о

4г (10) где 1 — размер стороны угла экрана (CD), то, подставив (10) в (9), получим (11) т.е. при выполнении соотношения (9) сигнал, отраженный от одной плоскости экрана 7, не будет попадать в приемную антенну, а сигнал, отраженный от двух плоскостей будет иметь повернуо

9 тую на 90 плоскость поляризации и исследуемой антенной 3 приниматься не будет, Если учесть, что

02969 б

Формула из обретения

Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованнык антенн, содержащее вспомогательную линейно поляризованную антенну, вход которой подсоединен к выходу генератора высокочастотных колебаний, при10 емник, вход которого поочередно подключен к выходу исследуемой антенны, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности путем устранения влияния отражающих пред15 метов, расположенных сзади исследуемой антенны, дополнительно введен экран, выполненный в виде прямого двугРанного угла из двух прямоугольных металлических листов размерами

20 1, 1, соединенных друг с другом по стороне длиной 1<, экран установлен за исследуемой антенной, причем вспомогательная линейно поляризованная и исследуемая антенны размещены

25 в плоскости симметрии экрана, ребро двугранного угла экрана расположено о .под углом 45 к плоскости поляризации антенн, а размеры 1< и 1 удовлетворяют соотношениям

ЗО

1 42 1

r, г Г2

-»

2 г + г ) 35

1 )2 1 .

Для обеспечения симметричности отраженного-поля необходимо, чтобы экран 7 имел спереди вид квадрата или

Прямоугольника с вертикальной большой стороной, что возможно лишь при вы.полнении условия где г, и r - расстояния от ребра двугранного угла до исследуемой и вспомогательной линейно поляризованных антенн соответственно, 1402969

Составитель П.Савельев

Редактор А.Маковская Техред М.Дидык Корректор И. Муска

Заказ 2854/36

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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