Многоканальное устройство для измерения параметров антенн

 

Изобретение может использоваться для измерения параметров фазированной антенной решетки в ближней зоне на автоматизированных стендах и обеспечивает повышение точности измер.ения. Устр-во содержит генератор 1 СВЧ-колебаний, направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3, п измерительных каналов, состоящих из входного излучателя 4, вентилей 5, 7, управляемого СВЧ-фазовращателя 6 и выходного излучателя В СВЧ, СВЧ-рупор 9, СВЧ-cyNfMaTOp 10, квадратичный детектор II, усилитель 12 промежуточной частоты, п низкочастотных фазовращателей 13, п усилителей-oi- раничителей 14, п инверторов 15, п синхронных детекторов 16, 17, 2п фипьтров 18 нижних частот, п генераторов 19 прямоугольных импульсов, п делителей 20 частоты на два, п АЦП 21 и сканер 22. Благодаря введению блоков 20, 13, 14, 15 в ортогональных составляющих выходного сигнала устраняется составляющая, вызванная различной эл. длиной измерительных каналов. 1 ил. (Л

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИН (!9! (!!) (5!) 4 С 01 R 29 1О г

1;.(I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032802/24-09 (22) 04.03.86 (46) 07.08.88.Бюл. 1(29 (72) А.Е.Родин (53) 621.317.621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(842636, кл. С 01 R 29/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1218348, кл. G 01 R 29/10, 1984. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН (57) Изобретение может использоваться для измерения параметров фазированной антенной решетки в ближней зоне на автоматизированных стендах и обеспечивает повышение точности измерения. Устр-во содержит генератор

1 СВЧ -колебаний, направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3, и измерительных каналов, состоящих из входного излучателя 4, вентилей

5, 7, управляемого СВЧ-фаэовращателя 6 и выходного излучателя 8 СВЧ, СВЧ-рупор 9, СВЧ-сумматор 10, квадратичный детектор II, усилитель 12 промежуточной частоты, п низкочастотных фаэовращателей !3, и усилителей-ограничителей 14, и инверторов 15, и с.инхронных детекторов 16, 17, 2п фильтров 18 нижних частот, и генераторов 1 9 прямоугольных импульсов, п делителей 20 частоты на два, и

АЦП 21 и сканер 22. Благодаря введению блоков 20, 13, 14, 15 в ортого" нальных составляющих выходного сиг- и ф нала устраняется составляющая, вызванная различной эл. длиной измерительных каналов. 1 ил.

1415204 а() K„cos((D,й + сР„°

ril — индексы фазо4 вой манипуляции секций

0-180 и 0о

90 соответI! где 8 ! 2 э ственно;

2R;

2 !! о — частота

27„

К)!. соя(Я,1 + Ц),(, ), "! !

« г»

+ sing„sin Я.с)

2 4п

Е» К„. сов Ф !!а 1,7.$!! (- (Р„° + г1. t), Изобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано, для измерения параметров ФАР в ближней зоне на автоматизированных стендах.

Цель изобретения — повышение точ ности при измерении параметров ан- . тенн.

На чертеже представлена структур- 10 ная электрическая блок-схема многоканального устройства для измерения параметров антенн.

Многоканальное устройство для измерения параметров антенн содержит 15 генератор 1 СВЧ-колебаний, направленный ответвитель 2, исследуемую антенну 3, входной излучатель 4, первый вентиль 5, управляемый СВЧ-фазовращатель 6, второй вентиль 7, вы- 20 ходные излучатели 8 СВЧ, СВЧ-рупор 9, СВЧ-сумматор 10, квадратичный детектор ll усилитель 12 промежуточной частоты (УПЧ ) низкочастотный (НЧ) фазовращатель 13, усилитель-or- 25 раничитель 14, инвертор 15, первый синхронный детектор 16, второй синхронный детектор 17, фильтр 18 нижних частот (ФНЧ), генератор 19 прямоугольных импульсов, делитель 20 частоты на два, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, сканер 22 °

Устройство работает следующим образом.

Сигнал на выходе генератора 1

СВЧ-колебаний представим в виде

А соз яо

40 где Ao — амплитуда сигнала, принятая равной 1;

Сигнал на выходе i-й приемной антенны можно описать выражением где К„., <р„, - коэффициенты, харак-! териэующие амплитуду и фазовый сдвиг в данной точке поля в соответствующей i-й приемной антенне зон-, 55 да-коллиматора.

Сигнал на выходе i-го канала вентиля 7 можно описать выражением

+6- - > ---sin Кg°, t +

I é -- К ! !! с! Л.5

4 1

+ 9 »»- с --- sin K2 p t), К !д5 — частота фазовой манипуляции с индекh сом 0, й, 2 частота фазо»

2!! вой манипуляции с индексом О

Сигнал на выходе СВЧ-сумматора имеет вид!! а, (с) ---, К„, cos(g,t + !и !«1, .3

4 с — 1

+Щ +8 " --- sin ÊQt+!!;,!!!=1,М

+02- — г — -81п K2Q t) +

4 и !

+ соер t, где ц „, -Ч„; +Мр;;

Ч!„; — фазовый сдвиг в i-й точке поля измеряемой антенны;

Щ; — электрическая длина i-го тракта от входного излучателя СВЧ-сумматора 10.

На выходе квадратичного детектора 11 выделяется сигнал.

На выходе УПЧ 12, с учетом селективных свойств, сигнал описывается выражением

4 К„. (сов(р „. сов f?; t+ !!

На сигнальные входы детекторов

16 и 17 подается сигнал

2 12

K„cos(Q; t - „) .

7ГП

1415204

Далее квадратурные составляющие обрабатывают на ЭВМ по известным формулам. Управление НЧ-фазовращателей может осуществляться по сигналам от

ЭВМ.

На сигнальные входы НЧ-фазовращателей 13 подаются сигналы от делителей 20, сигнал описывается выражением cos g t ° и, пройдя НЧ-фаэовращатель 13, на выходе сигнал описывается выражением

cos(g t dg; ), где dq; - фазовый сдвиг выставляемый i-м фаэовращателем равный электрической длине i-ro тракта.

Усилитель-ограничитель 14 стабилизирует коэффициент передачи НЧ-фаэовращателя при установке различных значений фаэ.

На гетеродинный вход детектора 17 подается сигнал с о 8 (g; t — d (, ) а на одноименные входы детектора

1Ч с выхода фаэоинвертора поступает сигнал, сдвинутый на 90, описывающий выражением

sin(д, t ьц); )

Учитывая, что сов(Я, t dq;) cos(0;t ° ) сов(20 t-QÄ; — 2щ;) + cosg„;, На выходе ФНЧ 18 сигнал детектора

17 пропорционален выражению

2 12

К cos й> х, -и

Соответственно на выходе ФНЧ после прохождения детектора 16 сигнал пропорционален выражению

2 12 — К. sing ..

М, М

74й

Иэ полученных выражений видно, что в ортогональных составляющих выходного сигнала отсутствует составляющая Ь т„, вызванная различной электрической длиной измерительных трактов.

Формула и з о б р е т е н и я

1О Многоканальное устройство для измерения параметров антенн в ближней зоне, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ-колебаний, направленный ответвитель и исследуе15 мую антенну, п иэмерительньж каналов, установленных с возможностью перемещения, состоящих из последовательно соединенных входного излучателя, первого вентиля, управляемого

20 СВЧ-фазовращателя, второго вентиля и выходного излучателя, и генераторов прямоугольных импульсов, первый вы" ход которых соединен с первым управляющим входом управляемого СВЧ-фаэовращателя соответственно, последовательно соединенные СВЧ-рупор, в раскрыве которого размещены выход" ные излучатели п измерительных кана" лов, СВЧ-сумматор, квадратичный деЗО тектор, усилитель промежуточнОй частоты, выходы которого соединены с вторыми входами синхронных детекторов, число которых равно 2п, выход синхронных детекторов каждый через соответствующий фильтр нижних частот подключен к соответствующему аналогоцифровому преобразователю, второй вы. ход направленного ответвителя присоединен к второму входу СВЧ-сумма4р тора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изме. рений, в устройство введены последовательно соединенные и делителей частоты на два, и низкочастотных фазо45 вращателей, и усилителей-ограничителей и и инверторов, причем вход ш-го делителя частоты на два (m

1,2...n) соединен с вторым выходом ш-го генератора прямоугольных импуль5О сов, второй выход ш-го делителя частоты на два соединен с вторым управляющим входом m-го управляемого СВЧфаэовращателя, выход m-го инвертора присоединен к первому входу (2m-1).5я го синхронного детектора (m 1,2. ° .n), второй выход ш-ro усилителя-ограничителя присоединен к первому входу

2m-го синхронного детектора.