Устройство для измерения параметров антенн

 

Изобретение относится к антеннь1м измерениям. Цель изобретения - повьппение точности при использовании гибкого подвижного тракта опорного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устр-во введены СВЧ-делитель мощности 2, два СВЧ-циркулятора 13, дополнительные вентили 14, 15, дополнительные управляемые СВЧ-фазовращатели 16,23, направленный ответвитель 17, СВЧ-сумматор 18, . квадратичный детектор 19, усилительограничитель 20, блок формирования прямоугольных импульсов 21, счетный блок 22, второй усилитель промежуточной частоты 12, фазовращатель 26 на 90°, вторые п измерительных цепей, а в каждой первой измерительной цепи введены последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот. Основным направлением предлагаемого изобретения является устранение фазовой нестабиль ности гибкого подвижного СВЧ-тракта связи.1 ил. т 33 25 Z7 § W с О5 4 цтл т J СЬ25

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1467407

А1 цц 4 G 01 R 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯИ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4261294/24-09 ,(22) 15.06.87 (46) 23.03.89. Внл. И 11 (72) А.Е. Родин, А.И. Иванов и Л.К. Кудрячев

;(53) 621. 317:621. 396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

Р 842636, кл. G 01 К 29/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1218348, кл. С 01 .К 29/10, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН (57) Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретенияповьппение точности при использовании гибкого подвижного тракта опорного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устр-во введены

СВЧ-делитель мощности 2, два СВЧ-циркулятора 13, дополнительные вентили

14, 15, дополнительные управляемые

СВЧ-фазовращат ели 16, 23, направленный ответвитель 17, СВЧ-сумматор 18, . квадратичный детектор 19, усилительограничитель 20, блок формирования прямоугольных импульсов 21, сч етный блок 22, второй усилитель промежуточной частоты t 2, фазовращатель 26 на 90, вторые и измерительных цепей, а в каждой первой измерительной цепи введены последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот. Основным направлением предлагаемого изобретения является устра® некие фазовой нестабильности гибкого подвижного СВЧ-тракта связи. 1 ил.,1467407

U K „, cos (tv, t+ Ч», +

Q —. sin КЯ,t+

4 1 Г к:с,>,s;.X

4 " 1 0,» — sin К 2Я,t}, (3) к(„...К

Псм eos (4)ой + Чко+ вижного СВЧ тракта связи.

4, 1

Сигнал на выходе генератора 1 50 +8,— с . — sin КЯ,С +

СВЧ-колебаний fi К

k=-1,3s ° ..

+  —, — sin K 2Я., )

U„= .cos id@t

Изобретение относится к области антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров фаэированных антенных решеток (ФАР) в ближней зоне на автоматизированных с тендах.

Цель изобретения — повышение точности при использовании гибкого подвижного тракта опорного сигнала.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения параметров антенн.

Устройство для измерения параметров. антенн содержит генератор 1 15

СВЧ-колебаний, СВЧ-делитель 2 мощ ности, исследуемую антенну 3, зонд, состоящий из:приемных излучателей 4, первого и второго вентилей 5 и 6, управляемых СВЧ-фазовращателей 7, пе- 20 редающих излучателей 8, рупорной антенны 9, СВЧ-сумматора 10, квадратичного детектора 11, а также усилителей 12 промежуточной частоты (УПЧ), первый и второй СВЧ-циркуляторы 13, 25 первый и второй дополнительные вентили 14 и 15 первый дополнительный управляемый СВЧ-фазовращатель 16, направленный ответвитель 17, второй

СВЧ-сумматор 18, второй. квадратичный детектор 19, усилитель-ограничитель

20, блок 21 формирования прямоугольных импульсов, счетный блок 22, второй дополнительный управляемый фаэовращатель 23, синхронные и фазовые детекторы 24 и 25,. фазовращатели 26 на

90,ФНЧ 27 и блок 28 каналообразующих частот, состоящий из кварцевого генератора 29 прямоугольных импульсов, делителей 30.1...30.п, 31 частоты, делителей 32 частоты на два,фильтры

33.1...33.п нижних частот (ФНЧ).

Устройство для измерения параметров антенн работает следующим образом.

Основным направлением предлагаемого изобретения является устранение фазовой нестабильности гибкого подгде амплитуда сигнала принята равной 1.

После разделения СВЧ-делителем 2 мощности сигнал частично поступает на исследуемую антенну 3 и на выходе

i-приемного излучателя 4 зонда имеет вид

U;, = KÄqcos (wet + м„,.), (2) . где К;„;, ц„, — коэффициенты, характеризующие амплитуду и фазовый сдвиг в данной точке поля.

Сигнал на входе i-ro передающего излучателя 8 можно описать выражением где В = 2 В = 4 2 g /26. а;/26частоты управляющих сигналов, поступающих с делителей 30.1...30.п час тоты и делителей частоты на два.

Сигнал на выходе рупорной антенны 9 пропорционален

1

K „ cos (ы,й п = 1,ь,, + М„; + 8,, ».. — sin КЯ. t+

4 1 . (4) к=i,ъ,5 ° - К вЂ” — sin K251, t), »р

Часть сигнала генератора 1 СВЧ-колебаний после СВЧ-делителя 2 мощности поступает в опорный канал. Пройдя через первый циркулятор 13.1 первый дополнительный СВЧ-фазовращатель 16, второй дополнительный вентиль, 15, направленный ответвитель 17, поступает на второй вход СВЧ-сумматора 10 в ниде где ч „,— фаза сигнала, характеризующая фаэовую нестабильйость гибкого подвижного СВЧ-тракта связи.

29. /2Г и Я /211 -частоты управ146 7407 (6) U + U

Сее gt,ty ча соа

Сигнал на выходе первого квадратичного детектора 11 пропорционален и

0чст. = - С К .,соэ (х с ка+

1ас 1

4 1

+8,—,) — sin КЯ.t + м«t,Ъ,а ...

4 1

+Š—, — sin K 29t— к= 1,3,<""

4 1

-6,— „ — sin K5l,t— с 1, Ъ,б ".

Оо

1 — О, с Q — sin 2й,t) +

Кму,ь,5 ° ° .

11

+ 1+ — (;. К .)>

1 1 (7) На выходе УПЧ 12, настроенного

51 ей, на полосу частот — -л — с учетом се2Г лективных свойств, сигнал можно описать

Uh с К„.cos ((Я.+Я ) t—

1а (8) с х t4«e j где с = -16/ft" И (9) Эти сигналы поступают на синхронные детекторы 24 каждого из 2 и измерительных каналов, на гетеродинные входы которых поступают сигналы с частотами g,. /2 н соответственно, 1 причем на один из них каждой цепи эти сигналы поступают через фазовра щатель 26 на 90 . После детектирования на выходах ФНЧ 33 получим сигналы вида с

1

2 (Q t х; ) (10)

K >„. sin (5lüt Ч „; с хе) с

Ua =—

Часть сигнала опорного канала с второго выхода направленного ответвителя 17 поступает на третье плечо второго СВЧ-циркулятора 13. 2, далее в гибкий подвижный СВЧ вЂ” тракт связи и через первый тулркулятор на вход

СВЧ-с уммат ора 1 8 в вид е ляющих сигналов, поступающих на СВЧфаэовращатель 16 с делителя 31 частоты и делителя частоты на два. Сигнал на вьгходе СВЧ-сумматора 10 имеет вид (cu,t + 2р„,+ — sin КЯ,й + (11)

К

+g—

5

V,=-<,3,5 ..

+6, k,-=, 3,5", 1 — sin К 2Я,t), После суммирования с сигналом, поступающим с третьего выхода СВЧ-делителя 2 мощности и квадратичного детектирования на выходе второго

УПЧ 34, настроенного на частоту

Я /2h, сигнал имеет вид

U = А cos (йа" 2Юк) (12) где А -8 2/ It (13) После усилителя-ограничителя 25 сиг нал

"с = cos (йь 2 qêo) (14) U ф ь . t-os (+0 с Lftt ) у

40 который поступает на гетеродинные входы синхронных детекторов 25, на входы которых поступают сигналы (10), 45

После детектирования на выходах

ФНЧ 27 каждого канала сигнал имеет вид с ых1 4 х х

50 (16) с

tt<» 4 K i sin Чхт

55 из пОлученноГО выражения Видно что предложенное устройство позволяет скомпенсировать фазовую нестабильность подвижного СВЧ-тракта связи. поступает на блок 26 формирования прямоугольных импульсов, далее на .

25 счетный блок 22, на второй вход которого поступает сигнал с делителя частоты на два с частотой Я /2и от блока 28 каналообраэующих частот.

Счетный блок 22 вырабатывает код, который поступает на управляющий вход второго дополнительного управляемого фазовращателя 23, на вход которо" го поступает сигнал с частотой

35 Q,/2 tt от блока 28 каналообраэующих частот. На выходе второго дополнительного управляемого фаэовращателя

23 появляется сигнал вида

1467407

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров антенн, включающее генератор

СВЧ-колебаний, зонд, установленный с возможностью перемещения в раскрыве исследуемой антенны и состоящий из п измерительных антенн, каждая из которых включает последовательно соединенные приемный излучатель, первый вентиль, управляемый СВЧ-фаэовращатель, второй вентиль, передающий излучатель, размещенный в раскрыве рупорной антенны, подвижный,тракт опорного сигнала, последовательно соединенные СВЧ-сумматор, квадратичный детектор, усилитель промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно и первых измерительных цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных синхронного детектора и фильтра нижних частот, а первый вход СВЧ-сумматора подсоединен к выходу рупорной антенны, генератор прямоугольных импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности при использовании гибкorо подвижного тракта опорного сиг. нала, введены включенный между выходом генератора СВЧ-колебаний и входом исследуемой антенны СВЧ-делитель мощности, последовательно соединенные через подвижный тракт опорного сигнала первый и второй циркуляторы, первый дополнительный вентиль, первый дополнительный управляемый СВЧфазовращатель, второй дополнительный вентиль, направленный ответвитель, первый выход которого подклю чен к второму входу СВЧ-сумматора, второй выход направленного ответвителя подключен к второму плечу второго циркулятора, первое плечо первого циркулятора подключено к второму выходу СВЧ-делителя мощности,последовательно соединенные второй СВЧсумматор, второй квадратичный детектор, второй усилитель промежуточной частоты, усилитель-ограничитель, блок формирования прямоугольных импульсов, счетный блок, второй дополнительный управляемый СВЧ-фазовращатель, причем первый и второй входы второго СВЧ-сумматора подсоединены к третьему выходу СВЧ-делителя мощности и тр ет ьему плечу пер вог о СВЧциркулятора, (и+1)-х делителей час тоты на два, (и+1)-х делителей час5 тоты, входы которых подключены к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выходы i-ro делителя частоты подключены к второму входу управля емого фазовращателя i-й измерительной антенны, и последовательно через i-й делитель частоты на два подключен к третьему входу фазовращателя i-й измерительной антенны, выход (n+1)-го делителя частоты подключен к второму входу первого дополнительного управляемого фазовращателя, и последовательно через (п+1)-й делитель частоты на два подключен к третьему

2п входу первого дополнительного управляемого фазовращателя, к второму входу счетного блока и второму входу второго дополнительного управляемого фазовращателя, в каждой первой

25 измерительной цепи введены последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, выход которого является выходом устройства, а выход второго фазового 0 детектора подключен к выходу первого фильтра нижних частот, вторые и измерительных цепей, каждая из которых включает последовательно соединенные третий фазовый детектор, третий

З5 фильтр нижних частот, четвеРтый фазовый детектор и четвертый фильтр нижних частот, выход которого явля.ется выходом устройства, а вторые входы всех четвертых фазовых детекторов подключены к вторым входам вторых фазовых детекторов первых измерительных цепей и подсоединены к выходу второго дополнительного управляемого фазовращателя, первый вход третьего фазового детектора каждой второй измерительной цепи подключены к выходу усилителя промежуточной частоты, выход i-го блока деления частоты на два подключен к второму входу первого фазового детектора

i-й первой измерительной цепи и последовательно через введенный фазовращатель на 90 — к второму входу тр ет ьего фазового дете кт ора i-й второй измерительной цепи, где i = 1, 2,...,n.