Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенны

 

Изобретение относится к измерениям параметров антенн. Цель изобретения - повышение точности. Устройство включает последовательно соединенные г-р 1, подвижный тракт 2 и зонд 3, механизм 4 перемещения зонда 3, измеритель 6, блок 7 управления и регистрации. С целью повышения точности введены четыре вспомогательных антенны 8 и переключатель 9. Предполагается, что координаты антенн 8 известны с высокой точностью и электрические длины неподвижных трактов стабильны. В предлагаемом устройстве аппаратурные погрешности уменьшаются в несколько раз. Это объясняется тем, что измерение амплитудно-фазового распределения (АФР) в каждой точке производится с учетом поправок, уточняющих положение и фазу возбуждения зонда, полученных фазовым методом. Введение в схему измерений новых блоков позволяет перейти к принципиально новому типу устройств для измерения АФР в раскрыве антенны, в которых вместо обеспечения стабильности координат и фазы возбуждения подвижного зонда постоянно производится определение координат и фазы возбуждения зонда, а результаты измерений АФР корректируются в соответствии с определенными величинами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1506393 А 1 (50 4 G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

5 ч4(!Ц

ЛЕСА:АЯ

К А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4343183/24-09 (22) 16. 11.87 (46) 07.09.89. Вюл. 11р 33 (72) Ю.Н. Серяков, P.È. 111абанов, С.A. Фурсов, А.Ф. Пуэанков и В. С. Романчев (53) 621 . 317: 621 . 396 . 67 (P88 8) (56) Методы измерения характеристик антенн СВЧ. /Под ред. Н.М.Цейтлина.

)M. Радио и связь, 1985, с. 191-204, Методика выполнения измерений для определения параметров по полю в раскрыве. ГОСТ 8.309-78. (54 ) УСТ РОI1СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В РАСКРЫВЕ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к измерениям параметров антенн. Цель изобретения — повышение точности. Устр-во включает последовательно соединенные г р I, подвижный тракт 2 и зонд 3, механизм 4 перемещения зонда 3, измеритель 6, блок 7 управления и регистрации. С целью повышения точности введены четыре вспомогательных антенны 8 и переключатель 9. Предполагается, что координаты антенн 8 известны с высокой точностью и электрические длины неподвижных трактов стабильны.

В предлагаемом устр-ве аппаратурные погрешности уменьшаются в несколько раэ. Это объясняется тем, что измерение амплитудно-фазсвого распределения (АФР) в каждой точке производится с учетом поправок, уточняющих положение и фазу возбуждения зонда, полученных фазовым методом. Введение в схему измерений новь1х блоков позволяет перейти к принципиально новому типу устр-в для измерения АФР в рас- ф крыве антенны, в которых вместо обеспечения стабильности аоораинат н фазы (/) возбуждения подвижного зонда постоянно производится определение координат и фазы возбуждения зонда, а результаты измерений АФР корректируются в соответствии с определенными величинами. > а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1506393

Изобретение относится к области измерений параметров антенн и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения ан5 тенны.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для 10 измерения амплитудно-фазового распределения н раскрыве антенны; на фиг.2— пример расположения вспомогательных антенн.

Устройство для измерения амплитуд- 15 но-фазового распределения (АФР) нключает последовательно соединенные генератор 1, подвижный тракт 2 и зонд

3, механизм 4 перемещения зонда 3 в раскрыне антенны 5 (н состав устройства не входит), измеритель 6, опорный вход котороra подключен к .выходу генератора 1, а выход — к второму входу блока 7 управления и регистрации, первый вход которого подсоеди25 нен к выходу механизма 4 перемещения.

Выходы четырех вспомогательных антенн 8 подключены к соответстнующим входам переключателя 9, пятый вход которого подсоединен к выходу антенны 5. Выход переключателя 9 подключен к измерительному входу измерителя 6, а управляющий вход — к ныходу блока

7 управления и регистрации.

Устройство работает следующим о6- 35 разом.

При измерении АФР антенны 5 в каждой точке поочередно производится измерение амплитуды и фазы сигнала, принятого антенной 5, и фаэ сигналов, 40 принятых каждой из четырех вспомогательных анзенн 8. 11змеренные фазы сигналов, принятых каждой вспомогательной антенной 8, используются для точного определения координат зонда 45

3 и электрической длины подвижного тракта 2, а амплитуда и фаза сигнала, принятого антенной 5, используется для определения АФР.

Принцип работы основан на том, что грубо известные координаты зонда

3 (с точностью до половины длины волны) и электрическая длина подвижного тракта 2 при измерении АФР в каждой точке уточняются фазоным способом по измеренным величинам фаз сигналов, принятых вспомогательными антеннами

8. При этом предполагается, что координаты вспомогательных антенн 8 известны с высокой точностью и электоГ Pi+ LnT+ С 1 где р. — расстояние от зонда до i-й

3 I вспомогательной антенны 8;

L — электрическая длина подвижДт ного тракта 2;

С вЂ” неизменная н процессе измерений константа, определяемая разностью электрических длин тракта от генератора 1 до измерителя 6 и тракта от антенны 5 до измерителя 6;

1 ° .. ° — операция взятия дробной части от числа.

Кроме того, от механизма 4 перемещения в блок 7 управления и регистрации поступают значения величин г где о . — грубое значение расстояния

3 Гi от зонда 3 до i-й (i = 1, 2, 3, 4) вспомогательной антенны 8, известное с точностью до полонины длины волны.

Целое число длин волн 11; определяется по грубо известному положению зонда

Рг1 1

N. +

Л 2 (2) где о . — грубо известное расстояние г от зонда 3 до 1-й вспомогательной антенны 8; операция взятия целой части числа.

Для определения АФР зле к т рич е с к ая длина подвижного тракта 2 должна быть неизменной в процессе измерений константы и известна с точностью до целого числа длин волн. Обозначают ее как L . Таким образЬм получают снсте о му четырех уравнений (л — л,) + (ъ. — ъ ) + (g,-z )

2 - ° г . 2

Lî), (i = 1,2,3,4) (3) рические длины неподвижных трактов стабильны. Погрешность грубого определения координат зонда 3 не должна превышать пблонины длины волны во избежачие получения неоднозначности результатов измерений АФР.

При измерении АФР в некоторой точке измеритель 6 поочередно измеряет разности фаз P,.(i = 1, 2, 3, 4) между сигналом, принятым i-й нспомогательной антенной 8, и опорным сигналом, а кроме то го, между сигналом, принятым антенной 5, и опорным сигналом, и передает значения величин у. в блок 7 управления и регистрации.

1506393 где;(.,,,Z . (i =1, 2, 3, 4) — координаты i-й вспомо— гательной антенны 8, которые можно считать известными точно, а величины л

Р „(+ ----- + ---1 h (4)

2 7! Л 2 определяют в блоке управления и ре- 1р гистрации в процессе измерений по данным < . и в ..

0

Решая систему четырех квадратных уравнений (3), можно определить с точностью до константы фазу возбужде- 15 ния зонда 3. В дальнейшем АФР в раскрыве антенны 5 определяется, как в прототипе, с учетом поправок, уточняющих координаты и фазу возбуждения зонда 3. 20

В прототипе при проведении измерений в миллиметровом диапазоне волн по грешно с ть измерений определяется по грешностью подвижно го тракта 2 и погрешностью установки координат зон- 25 да 3 механизмом 4 перемещения, которые являются определяющими и превышают погрешности других элементов устройства, поэтому в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн 3р практическая целесообразность и возможность создания стенда для измерения АФР определяются указанными погрешностями. Реально эти погрешности о в пределах 20 получить сложно, поэтому в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн измерения АФР антенн при помощи из в ес тно ro устройства на стандартном подвижном тракте и механизме перемещения трудно реа- 4р лизуемы. В предлагаемом устройстве аппаратурные погрешности уменьшаются в несколько раэ. Это объясняется тем, что измерение АФР в каждой точке производится с учетом поправок, 45 уточняющих положение и фазу возбуждения зонда, полученных фаэовым методом. Сравнение предлагаемого устройства с прототипом показывает, что введение новых блоко в в схему измерений позволяет перейти к принципиально новому типу устройств для измерения АФР в раскрыве антенны, в которых вместо обеспечения стабильности координат и фазы возбуждения подвижного зонда постоянно производится определение координат и фазы возбуждения зонда, а результаты измерений

АФР корректируются в соответствии с определенными величинами.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Устройство дпя измерения амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенны, включающее последовательно соединенные генератор, подвижный тракт и зонд, а также механизм перемещения зонда, измеритель и блок управления и регистрации, первый вход которого подсоединен к выходу механизма перемещения, а второй вход — к выходу измерителя, опорный вход которого подключен к выходу генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены четыре вспомогательные антенны и переключатель, причем выход каждой вспомогательной антенны подключен к соответствующему входу переключателя, пятый вход которого является входом для подключения исследуемой антенны, а выход переключателя подсоединен к измерительному входу измерителя, управляющий вход переключателя подключен к выходу блока управления и регистрации, при этом оси вспомогательных антенн направлены в точку пересечения поверхности перемещения зонда и оси исследуемой анте нны.

l 506393 ,г,)

Составитель П.Савельев

Редактор О.Урковецкая Техред М.Хоцанич Корректор Т.Палий

Заказ 5432/48 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно — полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4