Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны

 

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для измерения параметров остронаправленных антенн. Цель изобретения - сокращение времени измерений. Устройство содержит СВЧ- генератор 1, фазовые манипуляторы 2, 3 и 4, три измерительных зонда 5,6 и 7, установленных в раскрыве исследуемой антенны 8, низкочастотный генератор 9, низкочастотный фазовращатель 10 на 90°, делитель 11 частоты на два, амплифазометр 12, шесть синхронных детекторов 13-18, переключатель 19, АЦП 20, ЭВМ 21 и регистратор 22. Сигнал с выхода генератора 1 делится на две части: сигнальную и опорную, которая поступает на амплифазометр 12. Промодулированные манипуляторами 2, 3 и 4 сигналы одновременно излучаются в пространство зондами 5. 6 и 7, причем зонды 5 и 6 находятся на вертикальной оси на расстоянии , равном одному шагу, а зонды 5 и 7 - на горизонтальной оси Принятый антенной 8 суммарный сигнал поступает на амплифазометр 12, который выделяет сигнал в виде суммы трех импульсных напряжений, частоты и фазы которых равны частотам и фазам управления манипуляторов 2, 3 и 4. а амплитуды пропорциональны синусным амплифазным компонентам поля в раскрыве антенны 8 в точках измерения зондами 5,6 и 7. Далее сигнал поступает на детекторы 13,15и 17 1 ил. w fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4496223/09 (22) 17,10.88 (46) 15.02.91. Бюл. N. 6 (72) О.С.Хачатрян (53) 621.317:621.396,67(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 534128, кл. G 01 R 29/10, 1974, Авторское свидетельство СССР Ф 1552130, кл. G 01 R 29/10, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛЯ В РАСКРЫВЕ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для измерения параметров остронаправленных антенн. Цель изобретения — сокращение времени измерений. Устройство содержит СВЧгенератор 1, фаэовые манипуляторы 2, 3 и 4, три измерительных зонда 5,6 и 7, установленных в раскрыве исследуемой антенны 8, низкочастотный генератор 9, низкочастотный фаэовращатель 10 на 90, делитель 11

Ы2 1628018 А1 частоты на два, амплифазометр 12, шесть синхронных детекторов 13 — 18, переключатель 19, АЦП 20, 3ВМ 21 и регистратор 22.

Сигнал с выхода генератора 1 делится на две части: сигнальную и опорную, которая поступает на амплифазометр 12. Промодулированные манипуляторами 2, 3 и 4 сигналы одновременно излучаются в пространство зондами 5. 6 и 7, причем зонды 5 и 6 находятся на вертикальной оси на расстоянии, равном одному шагу, а зонды 5 и 7— на горизонтальной оси. Принятый антенной

8 суммарный сигнал поступает на амплифаэометр 12, который выделяет сигнал в виде суммы трех импульсных напряжений, частоты и фазы которых равны частотам и фазам управления манипуляторов 2, 3 и 4, а амплитуды пропорциональны синусным амплифаэным компонентам поля в раскрыве антенны 8 в точках измерения зондами 5,6 и 7. Далее сигнал поступает на детекторы

13,15 и 17. 1 ил, 1628018

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для измерения параметров остронаправленных антенн.

Цель изобретения — сокращение времени измерений, На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны содержит СВЧ-генератор

1, первый 2, второй 3 и третий 4 фазовые манипуляторы, три измерительных зонда

5,6 и 7, установленных с возможностью перемещения в раскрые исследуемой антенны

8, низкочастотный генератор 9, низкочастотный фазовращатель на 90 10, делитель

11 частоты на два, амплифаэометр 12, который выполнен квадратурным, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый

17 и шестой 18 синхронные детекторы, переключатель 19, который в нужный момент включает выходы синхронных детекторов

13 — 18 к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 20, ЭВМ 21 и регистратор 22.

Устройство для измерения амплитуднофазового распределения поля в раскрыве антенны работает следующим образом, Сигнал с выхода СВЧ-генератора 1 делится на две части: на сигнальную, которая поступает на входы фазовых манипуляторов

2, 3 и 4, и на опорную, которая поступает на опорный вход амплифазометра 12. С выходов фазовых манипуляторов 2,3 и 4 промодулироеанные сигналы одновременно излучаются в пространство через измерительные зонды 5,6 и 7 соответственно, которые установлены так, что зонды 5 и 6 находятся на вертикальной оси на расстоянии, равном одному вертикальному шагу, а зонды 5 и 7 — на горизонтальной оси на расстоянии, равном одному горизонтальному шагу. Это позволяет измерительному зонду 7 занять место измерительного зонда

5 при горизонтальном перемещении системы измерительных зондов 5,6 и 7 на один шаг. а измерительному зонду 5 занять место измерительного зонда б при вертикальном перемещении зондов на один шаг.

Принятый исследуемой антенной 8 суммарный сигнал поступает на сигнальный вход амплифаэометра 12. На его первом выходе (синусном) выделяется сигнал в виде суммы трех импульсных напряжений, частоты и фазы которых равны частотам и фазам управления фазовых манипуляторов 2,3 и 4, а амплитуды пропорциональны синусным амплифазным компонентам по5

55 ля в раскрыве антенны 8 в точках измерения зондами 5,6 и 7: A1 sin p1; Az sin pz u

Аз sin фз, где А1, Az, Аз и р1, р z, у з — амплитуды и фазы поля в точках измерения зондами 5,6 и 7 соответственно.

Первую составляющую суммарного сигнала синусного канала квадратурного амплифаэометра 12 можно представить в виде

А1 sin р1 Ap sin (2л F t ), где Ао и F — амплитуда и частота модулирующего сигнала.

Частота второй составляющей синусного выходного сигнала равна частоте управления манипулятором 6 (частоте выходного сигнала низкочастотного фаэовращателя

10 на 90О. а амплитуда пропорциональна

Az з1п pz . Поскольку сигнал на выходе низкочастотного фазовращателя 10 отличается от выходного сигнала низкочастотного генератора 9 только фазовым сдвигом на

90, то вторую составляющую синусного выходного сигнала можно представить формулой A1 sin p1 Ao cos (2л F t ) .

Сигнал управления манипулятором 3 отличается от выходного сигнала. низкочастотного фазовращателя 10 на 90 только частотой, которая меньше в два раза, следовательно, он имеет вид Ао cos (л F t), Поскольку синусная амплифазная компонента поля в точке измерения зондом 7 имеет вид Аз sin p, то третью составляющую синусного выходного сигнала квадратурного амплифазометра 12 можно представить формулой A3 sin p3 Ао сов (л И ), Таким образом, сигнал на синусном выходе амплифаэометра 12 имеет вид

I sin = A1 sin p1 Ао з! в(2л Р с ) + А1 sin р1 х

x Aocos (2лF t)+Аз sin p3 Aocos(лF t).

Точно таким же образом с учетом принципа работы квадратурного амплифаэомет ра 12. а именно с учетом того, что на втором (косинусном) выходе выделяются косинусные амплифазные компоненты А1 cos p1, Az cos pz и A3 cos р, на косинусном выходе амплифаэометра 12 сигнал можно представить формулой

Icos = А1 cosp1 Ао $1п (2л Г t ) + Az cospz x

x Apcos (2л F t ) + Аз cos p3 Ap cos (л F t ).

С синусного выхода сигнал поступает на входы синхронных детекторов 13,15 и

17. Пос кол ьку си нхрон н ый детектор 13 управляется тем же сигналом управления фаэовым манипулятором 2, а сигналы управления фазовыми манипуляторами 3 и 4 со1628018

Составитель P. Кузнецова

Техред М.Моргентвл Корректор М, Шароши

Редактор А. Лежнина

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 ответственно отличаются фаэовым сдвигом на 90 и частотой. в два раза меньшей, на выходе детектора 13 выделяется постоянный сигнал величиной КА1 sin rp, где К— коэффициент передачи синхронного детек- 5 тора 13.

Аналогично выходной сигнал низкочастотного синхронного детектора 14 можно представить формулой KA> costi Поскольку обработка сигналов,излучаемых зон- 10 дами 6 и 7,производится аналогично сигналу, излучаемому зондом 5, сигналы на выходах синхронных детекторов 15 и 16 имеют вид KA2 sin ф и КА cos соответственно, а на выходах синхронных детекторов 15

17 и 18 — КАз sin pj и КАз cos р .

Далее измеренные квадратурные амплифазные компоненты поля в точках измерения зондами 5-7 через аналоговый переключатель 19, который уп- 20 равляется от ЭВМ 21, поступает в АЦП

20, преобразуется в цифровой код и подается в Э В М 21, где заложена программа, которая обеспечивает измерение Лр = ++i — p, где 1 = 1,2...,п — 25 число точек измерения и д A1 = А i +)/А при измерении первого столбца и

hP< = Р(+1), — P<, О И = A(;+ );/Aii, Ap =pi+i — р и о/ 1=Ai+)/Ai где

1 — номера измеряемых точек в раскрыве столбца матрицы; j — номера точек строки той же матрицы, При измерении первого столбца рассчитываются разности фаз и отношение амплитуд только зондов вертикального расположения, а при измерении по остальным столбцам — разности фаз и отношение амплитуд, измеренных зондами 7.5 и 6,5 одновременно, что обеспечивает возможность детерминированного расчета амплитудно-фазового распределения по всему раскрыву без дополнительного измерения.

Формула изобретения 45

Устройство для измерения амплитуднофазового распределения поля в раскрыве антенны. содержащее СВЧ-генератор, выход которого соединен с входами первого и второго фазовых манипуляторов, первый и второй измерительные зонды. соединенные соответственно с выходами первого и второго фазовых манипуляторов, первый и второй синхронные детекторы, низкочастотный генератор. выход которого соединен с управляющим входом первого фазового манипулятора и через низкочастотный фазовращатель на 90 с управляющим вхсдом второго фазового манипулятора и опорными входами первого и второго синхронных детекторов, амплифазометр и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и регистратор. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерений, введены третий измерительный зонд и третий фазовый манипулятор, выход которого соединен с третьим измерительным зондом, а вход — с выходом СВЧ-генератора, третий, четвертый, пятый и шестой синхронные детекторы и делитель частоты на два, при этом первый выход амплифазометра, который выполнен квадратурным. соединен с первыми входами первого, третьего и пятого синхронных детектороч. опорный вход амплифазометра соединен с выходом СВЧ-генератора, вход явл.,ется входом для подсоединения выхода исследуемой антенны, а второй выход подключен к первым входам второго, четвертого и шестого синхронных детекторов, вход делителя частоты на два подключен к выходу ниэкочастотного фазовращателя на 90, а его выход — к управляющему входу третьего манипулятора и опорным входам третьего и четвертого синхронных детекторов, опорные входы пятого и шестого синхронных детекторов соединены с выходом низкочастотного генератора, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого синхронных детекторов через введенный переключатель соединены с входом АЦП,