Способ определения диаграммы направленности антенны в диапазоне частот

 

Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения - повышение точности определения диграммы направленности (ДН) антенны в диапазоне частот. Сущность данного способа состоит в Том, что в раскрыне исследуемой антенны с помощью источника 5 широкополосных импульсных сигналов формируют широкополосное импульсное электромагнитное поле. При этом антенну 1 облучают с помощью зонда 3 широкополосным импульсным сигналом, который используется в качестве опорного. Затем регистратором 2 регистрируют относительно временного положения опорного сигнала временные зависимости амплитуд поля, соответствующие выбранным пространственным точкам ближней зоны антенны 1. Далее блок обработки 8 преобразует эти временные зависимости в частотную область посредством пространственного преобразования Фурье. При этом с помощью блока сбора и преобразования 6 данных осуществляют компенсацию нестабильности временного положения этой временной зависимости. Затем с помощью блока обработки 8 определяют на требуемых частотах ДН антенны I. 2 ил. с « (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51> 4 С 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4026259/24-09 (22) 02.01.86 (46) 07,08.88, Бюл. 1г 29 (71) Горьковский научно †исследовательский радиофизический институт и Горьковский политехнический инсти— тут им. А. А. Жданова (72) Д. М, Пономарев, В, И. Турчин, С. В. Горюнова, А. В, Горячев, В. Н. Жаворонков и С. П. Скулкин (53) 621.317.621.396 ° 67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 378778, кл. С 01 R 29/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Ф 114 1351 кл..Г 01 R 29/10, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАГРА11ИЫ

НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ В ДИАПАЗОНЕ

ЧАСТОТ (57) Изобретение относится к антенной технике. Цель изобретения — повышение точности определения диграммы направленности (ДН) антенны в диапазоне частот. Сущность данного способа состоит в том, что в раскрыве исследуемой антенны с помощью источника 5 широкополосных импульсных сигналов формируют широкополосное импульсное электромагнитное поле. При этом антенну 1 облучают с помощью зонда 3 широкополосным импульсным сигналом, который используется в качестве опорного. Затем регистратором

2 регистрируют относительно временного положения опорного сигнала временные зависимости амплитуд поля, соответствующие выбранным пространственным точкам ближней эоны антенны

Далее блок обработки 8 преобразует эти временные зависимости в частотную область посредством пространственного преобразования Фурье. При этом с помощью блока сбора и преобразования 6 данных осуществляют компенсацию нестабильности временного положения этой временной зависимости.

Затем с помощью блока обработки 8 определяют на требуемых частотах ДН антенны 1. 2 ил.

1 4!5203

1О а — (t + t. )

1 о 2 <+

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для определения пространственных характеристик направленности излучающих уст5 ройств и рассеивающих объектов в диапазоне частот в радиоастрономии, радиосвязи и т.д.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая блок-схема устройства, реализующего способ определения диаграммы направленности антенны в диапазоне частот; на фиг. 2 — взаимное 15 временное положение временных зависимостей амплитуд сигнала на выходе исследуемой и опорной антенн.

Устройство для определения диаграммы направленности антенны в диапа- 2р зоне частот содержит исследуемую антенну 1, регистратор 2 (например, двухканальный стробоскопический ос" циллограф), зонд 3, установленный с возможностью перемещения в ближней 25 зоне исследуемой антенны 1, опорную антенну 4, источник 5 широкополосных импульсных сигналов, блок 6 сбора и преобразования данных, блок 7 сканирования, блок 8 обработки. Регистра- 3р тор 2 соединен с вьмодом синхронизации источникà 5..

Устройство работает следующим образом.

Формируют широкополосный импульсный сигнал с помощью источника 5.

Облучают исследуемую антенну 1 широкополосным импульсным электромагнитным полем с помощью зоида 3. Для это- 4р го зонд 3 с помощью блока 7 сканирования устанавливают в заданную точку поверхности сканирования с координатами (х, у) и ориентируют Е-плоскость зонда 3 параллельно оси х поверхности 45 сканирования. На выходе исследуемой антенны 1 регистрируют временную за-„ висимость амплитуды импульсного сиг4,1 нала S „ (t), соответствующего заданной точке (х, у) поверхности скани50 рования, с помощью регистратора 2.

При регистрации осуществляют фиксацию взаимного временного положения временньм зависимостей амплитуд им4,! пульсного сигнала S „ (t) на выходе исс .дуемой антенны и опорного сигнл а S (t), которым является излучаемый широкополосный импульсный сигнал.

4,!

Для этого сигнал S„ (t) с выхода

",Ф исследуемой антенны 1 подают на первый вход регистратора 2, а опорный

I сигнал S (t) опорной антенны 4 — на его второй вход. При этом осуществляют синхронизацию регистратора 2 по обоим входам одним синхроимпульсом, поступающим на вход синхронизации регистратора 2 с источника 5. Это обеспечивает жесткую временную фиксацию временньм зависимостей амплитуд указанных сигналов на выходах регистратора 2 независимо от прихода импульсов синхронизации.

Затем с помощью блока 8 обработки преобразует временную зависимость амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны 1 в частотную область с помощью преобразования

Фурье. При этом осуществляют компен " сацию нестабильности временного положения этой временной зависимости.

Для этого преобразуют сигналы в цифровую форму с помощью блока 6 сбора и преобразования данных. Затем в одном частном случае определяют начальное временное положение временной зависимости амплитуды опорного сигнала и используют его в качестве начала отсчета временной зависимости амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны. Для этого, например, программным путем определяют положение t, фронта временной зависимости амплитуды опорного сигнала S (t) (фиг. 2) где S (t;, ) K> S (t;), t., t;„

i-й и (i+1) — моменты в ремени, в которые производится преобразование сигнала S (t) в цифровую форму;

К вЂ” заданный пороговый уровень (фиг. 2) .

После этого производится преобраA,i зование Фурье-сигналов $ „ (t); л A,i где S,,„(Я) - спектральные компоненты

4Ë, сигнала S (t) на вы!

4!52 ходе исследуемой антенны в диапазоне частот при ориентации Е-плоскости зонда 3 парал5 лельно оси х поверхности сканирования; — положение фронта в рео менной зависимости амплитуды опорного сигна- )0 о ла S (1), являющееся началом отсчета на временной оси, определяемое взаимным временным положением временных эа- 15 висимостей S „ (t), S (t);

Т вЂ” интервал реализации интеграла Фурье, определяемый заданным шагом 2р

2=

6Q — на частотной

03

4 щью регистратора 2. При этом осуществляют фиксацию взаимного временного положения временных зависимостей амплитуд сигнала на выходе исследуемой антенны и опорного сигнала. Затем преобразуют временную зависимость амплитуды импульсного сигнала S (t)

У,ф на выходе исследуемой антенны 1 в частотную область для определения спектральных компонент Я „ (ca). При этом осуществляют компенсацию нестабильности временного положения аналогично тому, как это делают при первоначальном положении зонда 3.

Далее перемещают с помощью блока

7 сканирования зонд 3 в следующую заданную точку поверхности сканирования с координатами х + х, у + у, и аналогично указанному определяют А,l

- А спектральные компоненты S „(Я) х+Ах, (А

S „(()) в диапазоне частот для этой точки. По окончании обхода всей поверхности (! сканирования определяют диаграмму направленности антенны на требуемых частотах с помощью блока 8 обработки. Для этого на каждой требуемой частоте осуществляют пространственное преобразование Фурье

- а,! спектральных компонент S „> (М), Аа

S,, (я) по координатам х, у: ц, „!, ()(c,-рс ) ь) (C„+ t„) J) $х, (и)1 dx

F> (P, Ц)) Г„(p, Ч)) для каждого значения частоты находятся по формулам (в ) Я Г ((! у (,q ) - (cosP6 (coif sing, (2)

81п р ) + sin (3 sin(g Р (А (сов!э В1пp

sio() ));

l I А а j(s), !(s)t и1(>) Js„, (c)i dc J s (c)i gjcJ

° 45

В результате перемножения опреде " А,i ляют спектральные компоненты сигнала

S„ i (a) на выходе исследуемой антенны в диапазоне частот прй ориентации Е-плоскости зонда 3 параллельно 50 оси х поверхности сканирования.

После этого с помощью блока 7 сканирования поворачивают зонд 3 так, что Е-плоскость ее параллельна оси у поверхности сканирования, и регистрируют временную зависимость ама,г плитуды импульсного сигнала S„ (t) соответствующего заданной точке поверхности сканирования х, у с помо(A! ы (a)

F z (t) q ) cosCg9 (coeP В1п Ц

sing ), где азимут()) отсчитывается от оси г в плоскости zx а угол места Ь отсчитывается от плоскости zx декартовой . системы координат х, у, z, оси х и у которой совпадают с осями х, у введенной ранее системы координат; сскорость света. оси, а также необходимостью устранения влияния паразитных отраже- 25 ний, вызванных объектами, находящимися в зоне измерений.

В )1ругом частном случае после преобразования сигналов в цифровую форму 30 одновременно с преобразованием в частотную область временнОй зависимости амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны преобразуют в частотную область временную зависимость амплитуды опорного сигнала и йеремножают на каждой частоте спектральные компоненты сигнала на выходе исследуемой антенны с комплексно сопряженными компонентами опорно- 40 го сигнала

5 1415203 6

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ласть посредством пространственного

Способ on ределе ния диа граммы на- преобразования Фурье, и определяют правленности антенны в диапазоне ча- на требуемых частотах диаграмму настот, заключающийся в том, что в рас- правленности исследуемой антенны, крывв исследуемой антенны формируют отличающийся тем, что, импульсное электромагнитное поле, ре- с целью повышения точности, импульсгистрируют относительно временноro ное электромагнитное поле в раскрыве положения опорного сигнала временные исследуемой антенны формируют широэависимости амплитуд поля, соответст- 10 кополосным, при этом облучают исслевующие выбранным пространственным дуемую антенну широкополосным импульточкам ближней эоны исследуемой ан- сным сигналом, который используют в тенны, преобразуют их в частотную об- качестве опорного.

ВНИИПИ Заказ 3872/44 Тираж 772 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4