Способ определения динамического коэффициента отражения фазированной антенной решетки

 

Изобретение относится к СВЧ-технике и позволяет повысить точность измерений. Способ состоит в том, что фрагмент ФАР 1, состояп(ий из М строк и N столбцов линейно поляризованных излучателей (ЛПИ), помещают в прямоугольньй многоканальный волновод 2, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 3. ЛПИ i-й строки возбуждают линейно поляризованньми сигналами с заданным амплитудным распределением вдоль строки. Такие сигналы формируются с помощью амплифазометра 6 и блока 5 деления сигнала на N. Свободные входы фрагмента ФАР нагружают на согласованные нагрузки 4, Отраженные от ЛПИ i-й строки сигналы суммируют в блоке 5 с вес. козф., определяемыми заданным вьфа: :ением. Отдельно суммируют сигналы, отраженные от входов излучателей (i+ i)й строки. При помощи амплифазометра 6 измеряют коэф. взаимной связи. Используя измеренные величины, по определенному соотношению определяют динамический коэф. отражения ФАР. 4 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОШ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК g 4 С 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4099075/24-09 (22) 09.06.86 (46) 30. 08.88. Sion. Р 32 (72) А.С.Батанов, В.Л.Зубков и Ю.А.Карцев (53) 621. 317: 621. 396.67 (088.8) (56) Мейлукс P. Теория и техника фазированньж антенных решеток. — ТИИЭР, 1982, т. 70, Р 3, с. 21.

Gustincic Т.Т. The determination

of .active array impedance with multielement waveguide simulator — TEEE

Trans. Autennas Prop. 1972, ЧоЪ.

АР-20, р..589-595. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО

КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ФАЗИРОВАННОЙ

АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к СВЧ-технике и позволяет повысить точность измерений. Способ состоит в том, что фрагмент ФАР 1, состоящий из М строк и N столбцов линейно поляризованных излучателей (ЛПИ), помещают в прямоугольный многоканальный волновод 2, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 3. ЛПИ х-й строки возбуждают линейно поляризованными сигналами с заданным амплитудным распределением вдоль строки. Такие. сигналы формируются с гомощью амплифазометра

6 и блока 5 деленчя сигнала на М.

Свободные входы фрагмента ФАР нагружают на согласованные нагрузки 4. Отраженные от ЛВИ 1-й строки сигналы суммируют в блоке 5 с sec. козф., определяемыми заданным выражением. Отдельно суммируют сигпалы, отраженные от входов излучателей (i+1)-й строки.

При помощи амплифаэометра 6 измеряют коэф. взаимной связи. Используя измеренные величины, по определенному соотношению определяют динамический коэф. отражения ФАР. 4 ил.

1420551

Изобретение относится к СВЧ-техни ке, а именно к способам измерения полных сопротивлений или производных от них величин, и может быть использовано для определения динамических коэффициентов отражения (ДКО) ФАР.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена структурная электрическая блок-схема устройства, реализующего способ определения динамического коэффициента отражения ФАР; на фиг;2 — расположение столбца излу- 15 чателей фрагмента ФАР относительно стенок прямоугольного многофазового волновода при р = 0 (р — число половин излучателей, прилегающих к стенкам волновода, перпендикулярным нап- 20 равлению столбца); на фиг.3 — расположение столбца излучателей фрагмента ФАР относительно стенок прямо угольного многомодового волновода при р = 1 на фиг.4 — то же, при

p = 2 °

Устройство для определения динамического коэффициента отражения ФАР содержит фрагмент ФАР 1, прямоугольный многомодовый волновод 2, согласованную многомодовую нагрузку 3, одномодовую нагрузку 4, блок 5 деления сигнала на N и амплифазометр б.

Устройствр для определения динами- 35 ческого коэффициента отражения ФАР работает следующим образом.

Фрагмент ФАР 1, состоящий из М строк и N столбцов излучателей поме- 40 щают в прямоугольный многомодовый волновод 2 с поперечными размерами а х Ъ, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 3. Число строк и столбцов фрагмента, а также его 45 тип, характеризуемый параметром р, выбирают исходя из направлений сканирования, для которых определяют ДКО . ФАР. Свободные входы фрагмента нагру-. жают на согласованные нагрузки 4. На 50 и-ый вход идеального распределительного многополюсника (ИРМ) блока 5 подают сигнал с выхода амплифазометра 6 и получают на выходах блока 5, N сигналов с амплитудно-фазовым распределением 7i„X (н ) () =. k a

А

)) 1 н2.

"лХ

", . а . sin (— -1-))

) а где Х вЂ” координата k-го излучателя

k в строке, n — число, принимающее одно из значений в интервале от 1 до N, Параметр п определяет направление сканирования, для которого определяют ДКО ФАР. Сигналы с выходов ИРМ одновременно подают на излучатели

i-й строки фрагмента .

16i Q; Q = )М+ 1l

ГМ + 11 M+ 1 где — — - - целая часть — ——

2 2

p — число половин излучателей в столбце °

Сигнал с амплитудой А подают на (л)

k-й излучатель строки, причем параметр а), в формуле (1) принимает зна- . чения а), = 1 для целых и а = 1/+2 для половин излучателей фрагмента.

Отраженные сигналы в каждом излучателе -й строки поступают на выходы ИРМ блока 5 и суммируются íà его входе с весовыми коэффициентами, определяемыми выражением (1). При hoмощи амплифазометра 6 измеряют коэф(п) фициент отражения Б„на и-м входе

1<

ИРМ i-й строки фрагмента. Если р Ф 1, входы излучателей (i+1)-й строки подключают к выходам второго HPM аналогичного первому. При помощи амплифазометра измеряют коэффициент взаимной связи (КВС) S;; (фактически (и) коэффициент передачи по п-ым входам обоих ИРМ). Подставляя измеренные ве)Ч (nl личины S,, и S; °, в следующие соотношения определяют искомые ДКО

ФАР .

1420551

Мв

2cos(2i - 1)(р (М1

+ б (-)+ 1

"(2) (nl

xS;;+,, р *0; () ) . — 2cos2i Ч;„

I7) . (o) 1

2 (MG — 1) G< i

Q(2coe2(i " 1)ц" - (1М - ()Г,G„)s,, р " ); (Ф)

М

Г )

2со82(д - 1)((Г М- (n)

1- -- — -б (6 +() ) S +

" о (), М-(1+б;, «2 +1

R ((р„,e„„)I М-1

1 + 6(, - - — — 6;, (<, +Я,„,„, )

I (д3 . (м -гсо8 2х - 1}(Р 1

ГМ+ 1 (! 1 +(р, (2

xS;;+,, р 2, (7. 5,, ma где Ц„ = arcing(†);

Ъ вЂ” длина волны, n = 1, 2, ° ° °

N; m — О, 1, ()))

S,. .—. отношение суммарного о.1ра1 женного сигнала i-й строки к входному сигналу, ()))

S,, — отношение суммарного отра1,1+ 1 женного сигнала (i+1) и строки к входному сигналу, возбуждающему i-ю строку.фрагмента, (=() m/(Ì вЂ” р/2).

Измеренные величины S„ и Б;; соответству)от возбуждению с индексом и в формуле (1), 0 i

При р = 1 измеряют только коэффициенты отражения на и-х входах ИРМ каждой строки 1 «+ i + M при р Ф 1 из())) меряют как коэффициенты отражения S;;,ГМ+ 11 (1 i ((- — г — ) ), так и КВС по п-м входам ИРМ соседних строк (1 «6 - ).

При этом при р = 1 требуется один, а при р Ф 1 — два ИРМ.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения динамического коэффициента отражения фазированной антенной решетки, заключающийся в том, что фрагмент фазированной антенной решетки (ФАР), содержащий M строк и N столбцов линейно поляризованных излучателей, расположенных в узлах прямоугольной сетки с координатами

Х(, и У(,, где Х(, — координата k-го изг п3 m3 (} = arcsin (†) + (- )2

)))ъ га гь ) лучателя в строке, У(, — коорциката

k-ro излучателя в столбце, помещают

20 в прямоугольный волновод с поперечными линейными размерами а х Ь, нагружаемый ка согласованную многомодовую нагрузку, возбу)сдают линейно полярчзованкые излучатели фрагмента ФАР линейно поляризованным СВЧ-сигналом и измеряют отраженный сигкал,по величине которого определяют динамический коэффициент отражения ФАР R ((р„„, Я„ ), где углы (()„ и Я „ находят кз соотношений: Ц„, = arc(:g (ma/mb ; ()„=. агся(п (((nX/2а) + (гЧ!2ф "j, гдето=О, 1, г, ..., М-1, n = N; .Л вЂ” длина волны, отличающийся тем, что, с

З5 целью повышения точности измерений, возбуждают излучатели i-й строки фрагмента ФАР линейно поляризованными

СВЧ-сигналами с амплитудным распределением, изменяющимся вдоль строк

ro следующему закону:

Х ())1 к а а sin(— — )

А

45, а2 sin2 (— - )

i а .) ( где а = 1 для целых и а = 1/ t2 для ((k половин излучателей фрагмента ФАР, 1+iq, g = (М, при р г

Ф

1M+ 11 ((+ 11( — — - прир Ф 1

М (- 1

rpe ) — — -) — целая часть числа — —2 )

2 р — число половик излучате5S лей в столбце, сигналы, отраженные от линейно поляризованных излучателей -й строки, суммируют с весовыми коэффициентами (()

А ) и отдельно суммируют сигналы, 5 отраженные от входов излучателей (i+1)-й строки фрагмента ФАР при

1420551 р 3 1 ляют в а величину К (ф,,4„ ) опредесоответствии с соотношением: (м+е — 2cos(2i - 1)9

1+б;, =2 +1 и

Š— — — (2 сов 21 <" — - — — $в. р 0

f gy 1 i,ñ+!

1+6 (——

2 (М6 — 1)G, S,", + м

Я2ссв2(в — 1)Cp — (2m — 1)Б G;,j S."., p = 1;

Ы)

) Г

2соз2 1 — 1)4 Г М вЂ” 1 (n)

1 — — — -G (6 +б )

1в1 »о ъ, М 1 1в с 1 +6; — — — -6 (G +6 )

11 .М в

ТЪ у р э.

1 +G;, 1) с в 2cos(21 — 11Ц

+ — — --" — - - — х (М+1 1

1 + 6. (--- (2 где S;, (о) — отношение суммарного отраженного сигнала i-й строки к входному сигналу, — отношение суммарного отр аженного сигнала (i+1) -й строки к входному сигналу возбуждающему строку фрагмента ФАР, Ч = n m/(M — р/2); 1, 1 (О, (1) (21 (1) (2) (1) .(2) (и-t) () (и- ) (и) (М-1) (n) Фиг. 9

Составитель Е.Адамова

Техред .Лв Олийнык Корректор Н. Король

Редактор. Л. Пчолинская

Заказ 4326/51

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