Многоканальное устройство для измерения параметров антенн
Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенн, в частности фазированных антенных решеток, в ближней зоне на автоматизированных стендах . Цель изобретения - повышение точности измерений интегральных характеристик антенн. Устройство содержит генератор 1 СВЧ, направленный ответвитель 2, подключаемый к исследуемой антенне 3, решетку, состоящую из п измерительных антенн, каждая из к-рых включает приемный излучатель 4, вентили 5 и 6, электрически управляемый фазовращатель (ФВ) 6, передающий излучатель 8, размещенный в раскрыве рупорной антенны 9, квадратичный детектор 11, усилитель 12 промежуточной частоты, п измерительных низкочастотных каналов, каждый из к-рых включает синхронный детектор 13, фильтр 14 нижних частот и аналого-цифровой преобразователь 15, п+2 коммутаторов 16, п управляемых низкочастотных ФВ 17, фиксированный ФВ 18 на 90°, п генераторов 19 прямоугольных импульсов , делитель 20 частоты на два, накапливающие регистры 21 и буферный регистр 22. Возможность перемещения решетки обеспечивается с помощью координатноизмерительного устройства 23 Повышение точности измерений обусловлено компенсацией фазовых искажений в канале каждой измерительной антенны с помощью ФВ 17. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
is»s G 01 R 29/10
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ. ГКНТ СССР
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4608416/09 (22) 22,11.88 (46) 07.05.91, Бюл, ¹ 17 (72) А,Е,Родин (53) 621.317:621.396.67 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 842636, кл, 6 01 К 29/10, 1979, Авторское свидетельство СССР № 1218384, кл. 6 01 R 29/10, 1984. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН (57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенн, в частности фазированных антенных решеток, в ближней зоне на автоматизированных стендах. Цель изобретения — повышение точности измерений интегральных характеристик антенн. Устройство содержит генератор 1
СВЧ, направленный ответвитель 2, подключаемый к исследуемой антенне 3, решетку, состоящую из п измерительных антенн, < 9 5U » 1 647462 А 1 каждая из к-рых включает приемный излучатель 4, вентили 5 и 6, электрически управляемый фазоьращатель (ФВ) 6, передающий излучатель 8, размещенный в раскрыве рупорной антенны 9, квадратичный детектор
11, усилитель 12 промежуточной частоты, п измерительных низкочастотных каналов, каждый из к-рых включает синхронный детектор 13, фильтр 14 нижних частот и гналого-цифровой преобразователь 15, и+2 коммутаторов 16, и управляемых низкочастотных ФВ 17, фиксированный ФВ 18 на
900, и генераторов 19 прямоугольных импульсов, делитель 20 частоты на два, накапливающие регистры 21 и буферный регистр
22. Возможность перемещения решетки обеспечивается с помощью координатноизмерительного устройства 23. Повышение точности измерений обусловлено ком пенсацией фазовых искажений в канале каждой измерительной антенны с помощью ФВ 17, 1 ил.
1647462
cos(в +гр +р +й — X
1 Й 4 п,=1 . 00
X, — з! и )с (t + p k t ) +
k =1,3,5
+ 6 у,>, —, sin k (2 Q) t + 2 (p k () ), (3)
Ф 1
М(ъ5 (= сов (р» I + pk I ) { cos (01 — x
1
Xg — з!п К(Я t+pk()) X ь;Р
X соз (62 —, -„sin k (2 Go t + 2 p k () )—
1(= Д5 ( оо — sin (01 — — зЫ((Qi t +pk i )) X
:. Ь(ээ
Xsin(02 —; ; ksln (2Q,t+грk())>—
k:t, ÿ — з(п (pg (+(pk l ) sin(01 — — sink X
7f
Ь Л,Ч
X(Q, t+ pk i ))cos(+ 4 g -„sink X
k: r;%5
Х(2Qo t +2фkl ))cos (02 — — „stn k Х к !д5 х(г + „)+cos(0 4 g 1
k.-(.ъб
X (Q, t +- р (() ),(. (6 4;,- .(. (, Х
k=-кз, X(2Gpt+2Pkt )) (4) а также
cos (д —, —, sin k © t ) = cos 0;
4 1
М,ы ж. л И где 01 = —, Ог = —; — — частоты ге2 4 2л нератора 19;
ya — фазовый набег, возникающий эа счет электрической разнодлинности измерительных трактов.
Обозначив (во t+ p l 4 Х, Я sin)(©t +pkt )+, К я + — — sink(2 Q t+2pk () = 4 1 г-„ з!и (Π— ó g —, з)п )с Q, т ) = Ь М" — — sin k Q, t sin д «4 1 козу Представим выражение (4) в виде 1О соз (ф к i +ф»1 ) (cos 01 соз Ог sin 01 sin 6 X X 1 X ß 1.(((©t+Pkt ) X Лг 1 - ф 15 X ß -„з(л«(гQ,t+2pk()— k=(;s 5 — sin(фк l +ф)k i )(stn 01 cos 02 —,"). — stn X 1 4 1 к-. ъз Х(Я 1+У (()+cos01 sing —, " sink Х к=<;,ъ Х(2ИЬt+2 Рki ))) (5) Подставляя значения X.. К 01 = —; 02 = — в выражение (5) и учи2 4 тывая, ч о член 3() 16 g 1з(лК(Я,yak ) 1 Х Л Ь (,%5" k=,Ì Xç1ï2(Oot+pk I ) = —,, „sink X 16 . k- (дь =(д " 35 X { i& t + p k t ) — stn 2 (Qi t + Cp k t ) m (6) при значениях k = 1 и m = 1, k = 3 и m = 1, k= = 5 и m = 3 и т,д. получают, что произведение 4Р К зэк(а +9Ъ) — m slnm {аt+Pt) 1 1 2 содержит на частоте Q, член cos(Qt + рк(), отсюда выражение (6) содержит член Socos(Й, + рк(), Иек<щя из соотношения 1 16 So= —. — Х 2 лг х(1, в, Р 3Г Т =л 4 получают, что выражение (6) содержит член — ä сов(Qt+рк() ° 55 4 Согласно этому выражение (5) приводится к виду 1647452 10 30 40 СОЗ(Рx< +<Рk )(, СОЗ (Я t+Ðk> )) 1 V2 4 — sh (P» I +Pk I ) (— — sin (g, т + W2 4 +PkI )) = COS(Got+@xi ), v2 Таким образом, выражение (3) представляется в виде — — " х I cos (Р t — p x I ) (7) 2 2 _#_ П I=1 Как видно из выражения (7), в измеренном сигнале отсутствует погрешность, связанная с разнодлинностью электрических трактов. Дальнейшая обработка сигнала идет, как и в известном устройстве, только в одном канале УПЧ. На выходе сумматора имеют 2!2, kх) cos(9oт — pх )+ ,7т и +саз®о (8) На выходе квадратичного детектора сигнал N!4687 вид r ./2 г! — —,—," : » СОЗ (й t - rp x I ) + 1 + .т lп, + (kxl) (9) П.f-1 После УПЧ и синхронного детектора на выходе ФНЧ имеют 2 2 — 7 — kx созфx лчn 2Ж -1, К х I SIn ф» I (10) л п Данные сигналы поступают на преобразователь аналог — код и далее на накапливающий регистр, Таким образом, использование изобретения позволяет повысить точность измерений. Формула изобретения Многоканальное устройство для измерения параметров антенн, включающее последовательно соединенные генератор СВЧ и направленный ответвитель, первый выход которого является выходом для подключения исследуемой антенны, решетку, состоящую из и измерительных антенн, установленную с возможностью перемещения в раскрыве исследуемой антенны, а каждая из измерительных антенн включает последовательно соединенные приемный излучатель, первый вентиль, электрически управляемый фазовращатель, второй вентиль, передающий излучатель, размещенный в раскрыве рупорной антенны, последовательно соединенные СВЧ-сумматор, первый вход которого подключен к выходу рупорной антенны, а второй вход — к второму выходу направленного ответвителя, квадратичный детектор и усилитель промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно п измерительных низкочастотных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные синхронный детектор. фильтр низких частот и аналого-цифровой преобразователь, n+1 генераторов прямоугольных импульсов,отличаю щеесятем,что,с целью повышения точности измерений интегральных характеристик антенн, введены 15 . и+2 коммутаторов, и управляющих низкочастатных фазовращателей, фиксированный фазовращатель на 90, делитель частоты на два, два измерительных низкочастотных канала, два накапливающих регистра и буферный регистр, п выходов которого подключены к упаавляющим входам соответствующих и управляемых низкочастотных фаэовращателей, входы которых подключены к первому выходу и-га генератора прямоугольных импульсов, вторые входы каждого из и+1 коммутаторов подсоединены к соответствующим первым вь хода"«n+1-га генератора прямоугольных импульсов. первый и второй входы (и+2)-ro коммутатора пад::лючены к второму выходу (n-1)- и п-га генераторов прямоугольных импульсов, выходы низкочастотных фазавращателей подсоединены к первым входам соответствующих первых и коммутаторов, выходы которых по,цключены к первым управляющим вхоцам соответствующих электрически управляемых фазовращателей, выход (и+1)-га коммутатора подсоединен к второму управляющему входу каждого из электрически управляемых фаэавращателей, первый вход (n + 1)-го коммутатора подключен через делитель частоты на два к первому выходу (n+ 1)-го генератора прямоугольных импульсов, второй выход каждого из первых и-2 генераторов прямоугольных импульсов подсоединен к опорному входу соответствующих первых и-2 синхронных детекторов, выход(л+2)-го коммутатора подключен к опорному входу (и-i)-го синхронного детектора, второй вход (n+ 2)-го коммутатора подсоединен через фиксированный фазовращатель на 90 к опорному входу n-ro синхронного детектора, управляющий вход каждого из n+2 коммутаторов подключен к (и+1)-му выходу буферного регистра, входы первого и второго накапливающих регистров подсоединены к выходам (n-1)-ro, и-га аналого-цифровых преобразователей, а выходы аналога-цифровых преобразователей и накапливающих регистров ABllRIOTCA lXO S 
