Способ определения коэффициентов передачи между излучателями фазированной антенной решетки и зондом

 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для определения характеристик излучения при настройке фазирсванных антенных решеток . Цель изобретения - повышение точности при нестабильном положении зонда и упрощение процесса измерений. Цель достигается посредством возбуждения ФАР и облучения вынесенного зонда, при этом производят различную фазировку антенной решетки, измеряют мощность сигнала, принятого зондом, и выделяют сигналы отдельных излучателей ФАР путем решения системы нелинейных алгебраических уравнений , связывающих амплитуды и фазы сигналов с измеренными после каждого фазирования значениями мощности на выходе зонда. 1 з. п. ф-лы, 1 ил СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! оъ In(t) ) = ц,, t=1,2....т п =1 ра. номер заме(21) 4688900/09 (22) 03.05.89 (46) 30.04.91, Бюл. № 16 (71) Научно-исследовательский институт радиофизики им. акад. А. А, Расплетина (72) А. Г. Антипин, С. М. Никулин, Б. А. Ремизов. Ю, Н. Серяков и С, А. Фурсов (53) 627.317.627,396,67 (080.8) (56) Леманский A. А. и др. Восстановление распределения поля в раскрыве решетки модуляционным способом. Радиотехника и электроника, т. XXI, N 3, 1976, с, 617-620.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1325382, кл, G 01 R 29/10, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ МЕЖДУ ИЗЛУЧАТЕЛЯМИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ

РЕШЕТКИ И ЗОНДОМ

Изобретение относится к области антенных измерений и может быть использовано для определения характеристик излучения при настройке фазированных антенных решеток (ФАР).

Цель изобретения — повышение точности при нестабильном положении зонда и упрощение процесса измерения.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ определения коэффициентов передачи между излучателями

ФАР и зондом.

Устройство, реализующее способ определения коэффициентов передачи между излучателями ФАР и зондом, включает генератор СВЧ 1, выход которого подключен к входу распределительного блока 2, выходы которого через фаэовращатели 3 подключены к излучателям 4 ФАР, зонд 5, выход ко„., БЫ„„1645914 А1 (57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для определения характеристик излучения при настройке фазированных антенных решеток. Цель изобретения — повышение точности и ри нестабильном положении зонда и упрощение процесса измерений. Цель достигается посредством возбуждения ФАР и облучения вынесенного зонда, при этом производят различную фазировку антенной решетки, измеряют мощность сигнала, принятого зондом, и выделяют сигналы отдельных излучателей ФАР путем решения системы нелинейных алгебраических уравнений, связывающих амплитуды и фазы сигналов с измеренными после каждого фазирования значениями мощности на выходе зонда. 1 з. п. ф-лы, 1 ил. торого подсоединен к входу измерителя мощности 6, выход которого подключен к входу блока обработки 7, выход которого подсоединен к входу блока управления 8, выходы которого подключены к входам управления фазовращателей 3.

Способ определения коэффициентов передачи между излучателями ФАР и зондом, реализуется следующим образом.

Коэффициенты передачи м„ lп(t) между излучателями ФАР и зондом связаны со значениями мощности (амплитуды) ц) суммарного сигнала при фазировании (In(t) ) нелинейными уравнениями

1 6 t1 59 1 х1

20

Уравнения (1) ре(даются, например, методом последовательных приближении.

Разложение (1) в окрестности приближения

«И = хп1 + Iy1(() с точностью до попрэВОК +Xrig, У„Ч, ИМЕЕ. ВИД, а ((r)) Л х Ц (, ) + Irr () Ь У Ц (, ) =

91 — а(() — Ь(( (2) Ы гдЕ at + Ibt = Д «) nln (t ) п =1

8 матричной форме эти уравнения имеют вид

A I4 Л х + В 14 Л у = О, (3) где А =. dla9 (a t }; 8 == д19о (Ь(}, 9 19 - а(2 2

- ) 1

2 х. Лу —. векторы размерноси Ю.

Существует множество планов экспери мента Н полного рангам/=NL-N+1, Выбирая два различных плана, которым соответствуют матрицы At, B;, и А2, 82 такие. что

А1 Н 8)14 — матрица полного pa«ra то всегда можно сделать, так как а(и bt независимы), из (3) получим Оценки для

Л(х) и Лу )1 и х (() ) =-- х(1 ) + ttx4

Лу ) ()

Как показывает численное моделиоование, (летод последовательных прибгижений сходится, хотя и не для любого начально(о приближения (очевидно, и ри (о =0 решения . ко1 не получится), что является обычным для нелинейных уравнений. Из (1) видно. что фазы коэффициентов передачи относительны. Кроме того, знак фазы каждой компоненты решения можно поменять на противоположный (одновременно у всех компонент), Эти особеннс ти, однако, не имеют существенного значения для измерения параметров ФАР.

Таким образом, для определения относительных коэффициентов передачи необходимо сделать T > 2 (NL — N+1) измерений мощности, Рассмотрим частный случай реализации операции фазирования (1п(т) } путем одновременного переключения всех фазовращателей.

Выбрав часть излучателей, например, с

1 номерами от 1 до Q, оставшиеся излучатели с номерами от Q>1 до N переключают только одновременно на один дискрет, например 90 .

Г1ри этом сум лэрный сигнэп в формуле (1} может быть предсгэлпен в виде и, N !

rtIn(t)+ ) rnIn(t)! =gr, n — 1 и =()+1 т — 1,2,3..., (5) обозначив второе положение слагаемого С вЂ” «tnln(t) при переключении и =0+1 ди-.крета всех фазовращэтелей второй части ФАР нэ 90, мы получим систему из двух уравнений!

rrt In (t ) + Cr — g (t ) п =1

0 190

rrcr;In(1;)+С,I — g(t), (6) и =-1 откуда может быпгь найдена ксмплексная амплитуда первого слагаемого относительно С(. Поэтому, применяя различные фаэирования в первом слагаемом, определяют их комплексные эмлитуды коэффициентов передачи по известным методам, Следует отме ить, что одновременное переключение всех фазовращателей оставшейся части ФАР (излучателями от 0+1 до N) на 90 обеспечивет высокую точность дискретэ изменения фазы, так как оно будет усреднено по (N — Q) излучателям.

Аналогичные рассуждения можно провести для случая одновременного переключения на дискрет 90 излучателей с номерами от 1 до Q и определения коэффициентов передачи излучателя" и оставшейся части ФАР от 0 -1 до N, При решении уравнений (6) целесообразно иметь отличающиеся не более, чем на порядок, первое и второе слагаемые, для этого сумма амплитуд возбуждения выбранной части ФАР должна превосходить сумму амплитуд возбуждения оставшейся части

ФАР не менее, чем в два раза.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить точность, когда фазовые измерения при традиционном clio собе амплифазометрических измерений с передачей опорного канала по закрытому тракту неприемлемы из-за колебаний зонда в пределах более длины волны, когда фаза становится неопределенная. а амплитуда не меняется. Кроме того, упрощается процесс измерений за счет использования измерителя мощности вместо эмппифазометра.

Дополнительное повышение гочности может быть получено при с()гциэпьном cRQGOбе фазирования за счет обеспечения В03 можности упрощения процесса обработки

Составитель П.Савельев

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор Н,Коляда

Заказ 1553 Тираж 426 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

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициентов 5 передачи между излучателями фазированной антенной решетки и зондом, включающий излучение сигнала излучателями исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), фазирование исследуемой 10

ФАР путем одновременного переключения фазовращателей всех каналов исследуемой

ФАР в (N(L 1)+1) состояний, где N — число излучателей ФАР, L — число возможных состояний фазовращателя, измерение ампли- 15 туды принятого зондом сигнала после каждого переключения фазовращателей, и определение коэффициента передачи между излучателями исследуемой ФАР и зондом, отличающийся, тем, что, с целью 20 повышения точности при нестабильном положении зонда и упрощения процесса измерений, дополнительно переключают фазовращатели всех каналов исследуемой

ФАР не менее чем в (N(L-1)+1) состояний, а 25 определение коэффициентов передачи ln(t) между излучателями исследуемой

ФАР и зондом осуществляют путем реше- . ния системы нелинейных уравнений а,\п() =р(). п =1 где gt — измеренное значение амплитуды принятого зондом сигнала при фазировании l(t), t=1,2...,Т вЂ” номер состояния фаэовращателей, Т 2 (й((-1)+1).

2.Способ по и. 1. отличающийся тем, что с целью повышения точности, одновременное переключение фаэовращателей всех ФАР осуществляют путем переключения фаэовращателей всех каналов первой части ФАР, после каждого одновременного переключения фазовращателей всех каналов второй оставшейся части ФАР на один дискрет фазы и последующего одновременного переключения фазовращателей всех каналов второй части ФАР после каждого переключения фаэовращателей всех каналов первой части ФАР на один дискрет фазы, причем первую часть ФАР выбирают таким образом, чтобы сумма амплитуд возбуждения ее каналов превышала сумму амплитуд возбуждения каналов второй части

ФАР не менее. чем в два раза.