Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны

 

Изобретение касается антенных измерений . Цель изобретения - измерение коэффициента усиления зеркальной антенны с повышенной оперативностью. Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны заключается в измерении формы поверхности отражателя путем измерения координат точек его поверхности с шагом не более 20 длин волн с последующим восстановлением формы поверхности , а также координат облучателя и направления его ось в системе координат, связанной с отражателе ;. Кроме того, измеряют нормированную векторную диаграмму направленности облучателя и его коэффициент облучения. Измерение параметров облучателя производят на расстоянии , равном фокусному расстоянию зеркальной антенны, затем по полученным данным определяют коэффициент усиления зеркальной антенны. у Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.

ПРИ ГКНТ СССР

v J." ä,5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф (3ь

М

Cl 4 (21) 4464228/09 (22) 20,07.88 (46) 15.02.91. Бюл. t+ 6 (72) А.B.Àýþêèí, Е.Г.Глезерман, Ю.Н.Серяков, В.И.Стеблин и А.В.Шишлов (53) 621.317:621.396.67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 926608, кл. G 01 R 29/10, 1980.

Бурьяница В.В, и др. Определение характеристик зеркальных антенн по результатам измерения их геометрии. Тезисы докладов

Четвертой Всесоюзной конференции "Метрологическое обеспечение антенных измерений (ВКАИ-4), г.Ереван, 1977, с.471-473. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ

НАПРАВЛЕННОСТИ ЗЕРКАЛЬНОЙ АНТЕННЫ (57) Изобретение касается антенных измерений. Цель изобретения — измерение коэфИзобретение относится к антенным измерениям и может быть использовано для измерения параметров зеркальных антенн при их настройке.

Цель изобретения — измерение коэффициента усиления зеркальной антенны с повышенной оперативностью.

Способ измерения диаграммы направленности (ДН) зеркальной антенны реализуются следующим образом.

Коэффициент усиления (КУ) антенны определяется соотношением

4 Луизи (Я

Рподе где Pean(О, p) — излученная в направлении

0 и р мощность;

„., Я2„„1628017 А1 фициента усиления зеркальной антенны с повышенной оперативностью. Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны заключается в измерении формы поверхности отражателя путем измерения координат точек его поверхности с шагом не более 20 длин волн с последующим восстановлением формы поверхности, а также координат облучателя и направления его oci«a системе координат, связанной с отражателее:.. Кроме того, измеряют нормированнун векторную диаграмму направленности облучателя и его коэффициент облучения. Измерение параметров облучателя производят на расстоянии, равном фокусному pBGGToslHHlo зеркальной антенны. затем по полученным данным определяют коэффициент усиления зеркальной антенны.

Рподе подведенная к антенне мощность.

Р.„(О,Ю) — (Е Н)- t "- . (2) где Е(0, р} — напряженность электрического поля;

W — волновое сопротивление среды, W

= 120 т

Е(д,p) — 4 f f (Ко(Ko) е 0 gS ф где I 2(п,Н) — ток на поверхности S рефлектора:

2 60 Рпо е Go6n е (п р), (4) р

W Р где n — вектор нормали в данной точке поверхности отражателя;1628017

Ko — орт в направлении определения КУ

Е = Фф(ф, ()4/,г + 1((ф, 61((5) векторная ДН облучения;

Go6n — измеренный КУ облучателя в направлении максимума его ДН; р — расстояние от фазового центра облучателя до данной точки поверхности отражателя;

К = 2 л/Л вЂ” волновое число; 10

Л вЂ” рабочая длина волны.

Подставляя (5) и (4) в (3), затем (3) и (2) в (1), получаем:

G= " ff (К.((nï,F)K,)) х

Л е "(Р K,") dS >2 (6) 1 Ьп - Т1гп е P1m + Т2гп e P m +

+ Тзп е гл3г", где

2S>

Т1 (P1m PZm) 9г1гп m) S Л вЂ” площадь проекции треугольника на плоскость апертуры; 50

2Sg

T2m (@1m — PZm) (Ь вЂ” 3 ) 55 гад

Тзгп (@1m P3m) (@2m

Техника вычисления двукратного интеграла в формуле (6) методом трингуляции области интегрирования и линеаризации амплитуды и фазы подынтегрального выражения известна и заключается в следующем.

Для интегрирования поверхность зеркала (отражателя) разбивают на треугольные участки так, чтобы каждый треугольник был образован тремя соседними измеренными точками поверхности, соседние треугольники не пересекались и все треугольники перекрывали отражатель.

В результате для определения КУ зеркальной антенны от формулы (6) переходят к формуле

a= —,(X rл. ». где I hm — вклад m-й треугольной области на отражателе в общее излучение антенны: 40

- )

Kor1o )K;

Ко "2гп) K:

Ко гзгп) K: ф1гп = . (/71гп m = (m

P3m = (P3m р1, pZm, рзгп — раССтОяНИЕ От фаэОВОго центра облучателя до 1-й, 2-й и 3-й вершин

m-й треугольной области на отражателе; 1m l2m, l3m — вЕктОРа из начала выбранной системы координат до 1-й, 2-й и 3-й вершин m-ro треугольника:

Формула изобретения

Способ измерения диаграммы направленности зеркальной антенны, включающий измерение координат точек поверхности отражателя с шагом не более 20 длин волн, координат облучателя и направления его оси, в системе координат, связанной с отражателем, измерение нормированной векторной диаграммы направленности облучателя, отличающийся тем, что, с целью измерения коэффициента усиления зеркальной антенны, дополнительно измеряют коэффициент усиления облучателя Goen u определяют коэффициент усиления зеркальной антенны по формуле

О(" И F)К И °

A1m + A2m + A3m

Таким образом, как следует иэ формулы (6), для определения KY зеркальной антенны необходимо измерить форму поверхности отражателя путем измерения координат точек его поверхности с последующим восстановлением формы поверхности, а также координаты облучателя и направление его оси в системе координат, связанной с зеркальной антенной, векторную ДН облучателя и его КУ. Измерение этих параметров облучателя должно производиться на расстоянии, равном фокусному расстоянию зеркальной антенны, которое обычно не превышает нескольких метров. Последнее обстоятельстве позволяет выполнить эти измерения в лабораторных условиях при значительном сокращении затрат времени.

Кроме того, измерение КУ облучателя позволяет испольэовать стандартные образцовые антенны, KY которых известен с высокой точностью и значение которого сравнимо со значением КУ облучателя, вместо использования больших образцовых антенн при определении КЧ зеркальных антенн методом сравнения. Это обеспечивает использование дешевых образцовых антенн.

1628017

К = 2 л/А — волновое число: р — расстояние от фазового центра облучателя до данной точки поверхности отражателя:

Составитель П. Савельев

Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор А.Лежнина

Заказ 339 Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произво, ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 х е к(р-К,7) dS г

Р где А — рабочая длины волны;

Ко — орт в направлении определения 5 коэффициента усиления зеркальной антенны;

Ф и — вектор нормали в данной точке поверхности отражателя;

F — нормированная векторная диаграм- 10 ма направленности облучателя;

r — радиус-вектор из начала системы координат, связанной с отражателем, в данную точку поверхности ограничителя;

S — площадь зеркальной антенны, интегрирование проводиться по поверхности отражателя.