Устройство для измерения параметров антенн

 

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение габаритов устройства. Устройство включает коллектор, испытуемую антенну и плоский рэдиопоглощающий материал (РПМ), установленный перед испытуемой антенной, размер которого больше размеров апертуры коллиматора и испытуемой антенны, при этом РПМ расположен параллельно раскрыву испытуемой антенны на расстоянии I А и выполнен в виде пятислойной структуры, два наружных слой которой выполнены из диэлектрика , центральный слой и прилегающие к нему слои выполнены из поглощающего материала . В прилегающих слоях выполнены отверстия диаметром d A/4 , центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников со стороной а d v л/Уз . а толщина каждого слоя равна Я / 4V efi , где А - рабочая длина волны; Ј,/ - электрическая и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя, Применение РПМ на указанном расстоянии позволяет выполнять измерения параметров антенн с сохранением реального амплитудно-фазового распределения при максимально возможном уменьшении габаритов устройства. Применение РПМ указанной структуры обеспечивает улучшенное согласование свободным пространством , что уменьшает переотражение от РПМ. 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАпистических

РЕСПУБЛИК (sa)s G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3ГL .0И 4

-Р . 1

1Г" 1гк. г:.=

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ ГВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4401199/09 (22) 01.04.88 (46) 15.02.91. Бюл. N.. 6 (72) В,А.Торгованов (53) 621.317.621.306,67(088.8) (56) Методы измерения характеристик антенн СВЧ/Под ред. Н.М.Цейтлина. М.: Радио и связь, 1985, с,206-208, Авторское свидетельство СССР

М 1555686, кл, G 01 R 29/10, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН (57) Изобретение относится к технике антенных измерений, Цель изобретения — повышение точности и уменьшение габаритов устройства. Устройство включает коллектор, испытуемую антенну и плоский радиопоглощающий материал (РПМ), установленный перед испытуемой антенной, размер которого больше размеров апертуры коллиматора и испытуемой антенны, при этом РПМ расположен параллельно раскрыву испытуемой антенны на расстоянии! >A, и выполИзобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенн в процессе их настройки и испытаний.

Цель изобретения — повышение точности и уменьшение габаритов.

На фиг,1 приведена схема устройства при использовании в качестве коллиматора зеркальной антенны; на фиг,2 — схема устройства для измерения параметров антенны при использовании в качестве коллиматора апланатической линзы; на фиг,3 — радиопоглощающий материал, поперечное сечение; на фиг.4 — то же, вид сверху.

„„ А2„„16280116 А1 нен в виде пятислойной структуры, два наружных слоя которой выполнены из диэлектрика, центральный слой и прилегающие к нему слои выполнены из поглощающего материала. В прилегающих слоях выполнены отверстия диаметром d А/4, центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников со стороной а = d "д/чЗ а толщина каждого слоя осана А / 4 ep где А — рабочая длина волны; е,/ — элек.рп- еская и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя, Применение РПМ на указанном расстоянии позволяет выполнять измерения параметров антенн с сохранением реального амплитудно-фазового распределения при максимально возможном уменьшении габаритов устройства. Применение РПМ укаэанной структуры обеспечивает улучшенное согласование ее со свободным пространством, что уменьшает переотражение от РПМ, 4 ил.

Устройство для измерения параметров антенн (фиг.1) включает облучатель 1, установленный в фокусе зеркальной антенны 2, и плоский радиопоглощающий материал 3, установленный перед испытуемой антенной

4, По фиг.2 в состав устройства для измерения параметров антенн используется апланатическая линза 5.

При этом плоский радиопоглощающий материал 3 выполнен в виде пятислойной структуры (фиг.3), два наружных слоя 6 и 7 которой выполнены из диэлектрика, центральный 8 и прилегающие к нему слои 9 и 10 выполнены из поглощающего материала, в

1628016 прилегающих слоях 9 и 10 выполнены отверстия 11 диаметром d < А/4, центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольников (фиг.4) со стороной а = б, а толщина каждого слоя у3 равна il / 4 ed где Л -рабочая длина волны; e,p — электрическая и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя, Устройство для измерения параметров антенн работает следующим образом.

Кваэиплоская электромагнитная волна, сформированная зеркалом 2, проходит через плоский радиопоглощающий материал

3 без заметных отражений (за счет хорошего согласования структуры 3 материала со свободным пространством с обеих сторон) и облучает испытуемую антенну 4. Часть мощности волны, упавшей на антенну 4, отражается, в обратном направлении на радиопоглощающий материал 3, на зеркало 2 и затем на излучатель 1. Переотразившись, эта волна проходит через радиопоглощающий материал 3 второй раз, что и позволяет значительно ослабить переотраженную волну по сравнению с падающей, которая проходит через радиопоглощающий материал 3 один раз.

На фиг.2 изображено устройство для измерения параметров антенн, содержащее в составе коллимирующей системы апланатическую линзу 5. Испытуемая антенна 4 расположена от радиопоглощающего материала 3 на расстоянии Л . В этом коллиматоре возможно изменение угла падения квазиплоской волны на неподвижную антенну 4 эа счет смещения излучателя 1 иэ фокуса.

Вместо апланатической линзы можно испольэовать ФАР с управляемыми фазовращателями для качания фронта квазиплоской волны и измерения диаграммы направленности испытуемой антенны в некотором секторе.

Для того, чтобы радиопоглощающий материал 3 не искажал проходящую через нее квазиплоскую волну, его структура должна быть однородной, хорошо согласованной со свободным пространством с обеих сторон и обеспечивать ослабление прошедшей волны на 5 — 10 дБ, На фиг.3 и 4 приведен пример реализации согласованной с обеих сторон поглощающей структуры, составляющей радиопоглощающий материал 3, состоящий иэ пяти слоев, иэ которых три средних слоя

8 — 10 выполнены из радиопоглощающего

55 материала, а два наружных слоя 6 и 7 выполнены из радиопрозрачного диэлектрика.

Средний слой 8 представляет собой радиопоглощающий материал интерференционного типа, например ХВ, толщина которого h = А / 4У с,и (г,p — диэлектрическая и магнитная проницаемости). С обеих сторон среднего слоя 8 установлены слои 9 и 10, каждый иэ которых состоит из двух таких же слоев, как 8, но перфорированных отверстиями 11 так, чтобы объем оставшегося материала равен объему отверстий. В этом случае объемная плотность р t = 0,5р и усредненное значение i/к1/i1 =0,5 Eð

Для того, чтобы обеспечить поляризационную иэотропность отверстия 11 в слоях 8 и 9 располагаются в вершинах правильного шестиугольника, их диаметр d < Х /4, а сторона правильного шестиугольника определяется формулой а = d у3

В этом случае обеспечивается указанное условие равенства объема оставшегося материала объему отверстий.

При таком выполнении слоев они работают как радиопоглощающий материал итерференционного типа, обеспечивающий согласование среднего слоя 8 со свободным пространством, Наружные слои 6 и 7 выполняются из радиопрозрачного диэлектрика, например пенополистирола E 2 = 1,4, р р = 1

Наружные слои 6 и 7 работают как согласующие и изолирующие при установке поглощающей структуры на раскрыв устройства для испытания антенн.

Радиопоглощающий материал 3 работает следующим образом, Каждый иэ слоев 6-10 работает, как интерференционный радиопоглощающий мате-" риал. Толщина каждого слоя выбирается такой, чтобы падающие электромагнитные волны, прошедшие в слои и вернувшиеся после переотражения от противоположной стороны, были в противофазе. Это обеспечивается при выполнении условия

h=Л/4 ed

Однако каждый из слоев уэкодиапаэонен как по длине рабочей волны, так и по углу падения волны на слой. Пятислойная поглощающая структура, изображенная на фиг.3 и 4, значительно диапазоннее.

Для того, чтобы при прохождении волн через слои 9 и 10 не сказывалась неоднородность слоя из-за отверстий 11, диаметры

1628016

Фиг. 2 этих отверстий должны быть меньше четверти длины волны, а для того, чтобы слои были поляризационно изотропными, расположение отверстий должно иметь угловую симметрию, например отверстия могут рас- 5 полагаться в вершинах правильного шестиугольника.

Таким образом, при использования изобретения повышается точность измерений параметров антенн при использовании кол- 10 лимирующих систем за счет снижения отражений от радиопоглошающего материала, а также уменьшаются габариты устройства, Формула изобретения 15

Устройство для измерения параметров антенн, включающее коллиматор, испытуемую антенну и плоский радиопоглощающий материал, установленный между коллиматором и испытуемой антенной, раз- 20 мер которого больше размеров апертуры коллиматора и испытуемой антенны,о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов. плоский радиопоглощающий материал расположен параллельно раскрыву испытуемой антенны на расстоянии от него, большем рабочей длины волны, и выполнен в виде пятислойной структуры, два наружных слоя которой выполнены иэ диэлектрика, центральный слой и прилегающие к нему слои выполнены из поглощающего материала, в прилегающих слоях выполнены отверстия диаметром d < А / 4, центры которых расположены в центрах и вершинах правильных шестиугольни7Г ков со стороной а == d / —, а толщина 3 каждого слоя равна Х / 4 fp, где А рабочая длина волны; я,/с — электрическая и магнитная проницаемости материала соответствующего слоя.

1628016

Редактор А. Огар

Заказ 339 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Составитель П, Савельев

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т, Малец

g