Способ измерения динамической диаграммы направленности фазированной антенной решетки

 

Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения. Сущность данного способа измерения динамической диаграммы направленности /ДН/ фазированной антенной решетки /ФАР/ состоит в том, что вначале измерения осуществляют излучение сигнала неподвижным зондом, который расположен в зоне Френеля исследуемой ФАР. Затем производят прием сигнала исследуемой ФАР при сканировании ДН относительно направления на неподвижный зонд. При этом особенностью данного способа, повышающей точность измерения, является осуществление сканирования ДН со скоростью, изменяющейся по гиперболическому закону. Затем осуществляют измерение амплитуды принятого сигнала в зависимости от угла между максимумом ДН и направлением на неподвижный зонд от центра исследуемой ФАР. При этом производится выбор начального положения максимумма ДН. Далее осуществляется обработка принятого сигнала в реальном масштабе времени.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5i> 4 С 01 R 29/10

1ЛИЮЗИ1

3 I,1%!1;i3dl. 1аР .1, !2 „!ig,Л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4135038/24-09 (22) 14. 10.86 (46) 30.07.89. Бюл. N - 28 (75) А.А.Казарян (53) 621.317:621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

370555, кл. G 01 R 29/10, 1973.

Мартиросян С.N., Кулишов В.Н.

Использование радиочастотного моделирования для измерения динамических характеристик антенн по полю в ближней зоне. — Злектронное мбделирование, 1984, Р 1, т.6, с.87-90. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ДИАГРАММЯ НАПРАВЛЕННОСТИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕ111ЕТКИ (57) Изобретение относится к антенным измерениям. Цель изобретения повышение точности измерения. Сущ,ность данного способа измерения динамической диаграммы направленности.

Изобретение относится к способам антенных измерений и может быть использовано для измерения динамической диаграммы направленности фазированной антенной решетки (ФАР) .

Цель изобретения — повышение точности.

Способ измерения динамической диаграммы направленности (ДДН) ФАР реализуется следующим образом.

Известно, что при расположении неподвижного зонда в зоне Френеля исследуемой ФАР квадратичная зависимость фазы принятого иссследуемой

ФАР сигнала от угла отклонения ДН

„„SU„„1497587 А 1 (дН) фазированнои антеннои решетки (ФАР) состоит в том, что вначале измерения осуществляют излучение сигнала неподвижным зондом, который расположен в зоне Френеля исследуемой ФАР. Затем производят прием сигнала исследуемой ФАР при сканировании

ДН относительно направления на неподвижный зонд. При этом особенностью данного способа, повьппающей точность измерения, является осуществление сканирования ДН со скоростью, изменяющейся по гиперболическому закону.

Затем осуществляют измерение амплитуды принятого сигнала в зависимости от угла между максимумом ДН и направ- Я лением на неподвижный зонд от центра исследуемой ФАР. При этом производится выбор начального положения максимума ДН. Далее осуществляется обработка принятого сигнала в реальном масштабе времени.

ФАР от направления на неподвижный зонд может быть скомпенсирована включением в тракт принятого сигнала фильтра с квадратичной фазочастотной характеристикой (ФЧХ) причем обработка должна проводится в реальном масштабе времени при выбранном, времени сканирования.

Однако реализация фильтра с квадратичной ФЧХ сложна, а реальные отклонения от квадратичности приводят к значительным погрешностям измерения

ДДН.

Вместе с тем можно подобрать закон сканирования исследуемой ФАР зави1497587 симость скорости сканирования от времени), согласно которому требуемая квадратичная .зависимость фазы от частоты реализуется без использования специального фильтра практически беэ погрешности. Определим этот закон сканирования.

Отсутствие фильтра с квадратичной

ФЧХ эквивалентно замене этого фильт- 1р ра на фильтр с линейной ФЧХ

С о

Ю ,((д) = — 2 — --- ) аа

15 где ао — постоянная фильтра;

Q — центральная угловая частота;

Я вЂ” текущая частота, Соответственно спектральная плотность сигнала на выходе фильтра с квадратичной ФЧХ S a(Q) и с линейной

ФЧХ S (Q) определяются соотношениями:

° "(+ +î)

1

V К3

S (И) = ехр о

S Я) = ехр (1)

25 хехр (3 J (1 е. е); (2) хехр (jest) du .

2н где V=-- — С

35 .1 х

V RÚ

S (t) = - - ехр

2 «

Я m

» ехр (jest) dQ, ;гдеЯ,х а» = Ыо + NVD/21 И и„ „=Ы;11 )1)/2— максимальное и минимальное значения частот спектра; N — - число излучаемой

ФАР; 0 — расстояние между излучателями; R — растояние от исследуемой ФАР

45 до неподвижного зонда;

1 2 хоах

2m ï а = «/V R%.

S(Ъвах) S (Unm ï)

С (U2a„) С (U2 ;„) (4) 55

Если при определенном законе

V = V(t) фазовые характеристики

,t) и (э(С) совпадают)данный закон обеспечивает компенсацию квадратичной составляющей фазы.

С вЂ” кеэффициент с размерностью

1/с

Отклик на выходе фильтра с ФЧХ вида Б (Я) (1)

Ыа„

В результате вычислений получают!

Б (е) — — — ехр j (ay -(у 1е

2 2на

) C(V„,„) -С(и„„) а

+ Л S(V „„S(U ;„)) где С,х), S(х) — интегралы Френеля;

t,ÿтах =(uòà»-cg„) - а+ ./2 -1 а;

Отсюда Лаза фильтра 2

y(t) =а t — — ——

o 4а

SgU < еа х ) S (V<. è )

"" C(U,,„) — С(1:„„;„)

Аналогично определяется отклик на выходе фильтра с линейной ФЧХ с учетом отличия спектров этого фильтра и фильтра с квадратичной ФЧХ и непостоянства скорости сканирования

V = V(t) ma>

S (t).= -- ) ехр j

Т«(са-Q< )

2-„

1 (t) Ю о) 2 (+ (х)д) х

) + т,т (х-) Rg o

Проведя вычисления „получают а<, S (t) = ------ ехр j Q t

4Ь 2 (ао+ 2) — — — C(U )-C(U )+

8Ьа о

2 mar

2ва») ° «т о где Ь = «/» (t)R l

2Ь (Я вЂ” ci) + ) Фа» о 4Ь а о

tao +2 2Ъ (Я вЂ” ю ) 4Ь а о

Фазовая характеристика фильтра определяется из соотношения (ta, +2)

p(t)

= G3t +

0 Яьа

1497587

Как показали расчеты, таким законом является гиперболи .еский закон ти относительно направления на не подвижный зонд, измерение амплитуды принятого сигнала в зависимости от

1О угла между максимумом диаграммы направленности и направлением на неподвижный зонд от центра исследуемой ФАР и обработку принятого сигнала в реальном масштабе времени, о т л и

15 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, сканирование диаграммой направленности осуществляют со скоростью, изменяющейся по гиперболическому закону

V(t) = 0,0115/t (1/см с), Формула изобретения

Способ измерения динамической диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий излучеСоставитель П.Савельев

Техред Ч.Дидык Корректор Н.Яцола

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 4441/48 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Для широкого класса антенн можно принять = 0,0115 1/см, что при интервале времени от 0,05 до 10 мкс обеспечивает изменение скорости ска= нирования от 2,3 ° 10 1/см с до

0,115. 10 1/см. с соответственно. При

5 этом при t = 0 максимум ДН исследуемой ФАР должен быть направлен на неподвижный зонд.

Таким образом, изобретение позволяет значительно снизить погрешность измерения ДДН ФАР, поскольку реализовать практически любой закон сканирования ФАР гораздо проще, чем фильтр с нелинейной ФЧХ. ние сигнала неподвижным зондом, расположенным в зоне Френеля исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), прием сигнала исследуемой ФАР при сканировании диаграммой направленносгде t — время, изменяющееся в пределах от 0 05 до 10 мкс, а начальное положение максимума диаграммы направленности исследуемой <АР нри сканировании выбрано в направлении на неподвижный зонд.