Способ измерения фазовой диаграммы направленности антенны

 

Изобретение о гносится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения фазовой диаграммы направленности антенны при ее испытаниях и настройке . Цель изобретения - повышение точности. Цель изобретения достигается тем, что электромагнитное поле исследуемой антенны принимают двумя идентичными слабонаправленными приемными антеннами, принятые колебания противофазно суммируются, выходной сигнал детектируется . Исследуемую антенну перемещают параллельно линии, соединяющей фазовые центры приемных антенн, в плоскости расположения приемных и исследуемой антенн. Регистрируют величину смещения ДХ| исследуемой антенны, которая определяется при минимуме выходного сигнала , и определяют фазовую диаграмму направленности по приведенной формуле. 2 ил. С/1 С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1652944 А1 (я) s G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сти (21) 4667837/09 (22) 16.01.89 (46) 30.05.91. Бюл. hh 20 (71) Казанский авиационный институт им.А.Н.Туполева (72) Ю.Е. Седельников, B.Н.Лав рушев и О.В.Свирков (53) 621.317.621.396, 17 (088.8) (56) Измерения на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Под ред. P.À.Âàëè÷îâà, В.И.Макаренко. M. Ðàäèî и связь, 1984, с, 160.

Авторское свидетельство СССР

М 347695 кл. 6 01 R 29/10, 1971 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОЙ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ

-(57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения фазовой диаграммы направИзобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения фазовой диаграммы направленности (ДН) антенны при ее испытаниях и настройке.

Цель изобретения — повышение точноНа фиг. 1 приведено взаимное размещение исследуемой и слабонаправленных антенн для пояснения сути способа измерения; на фиг. 2 — структурная электрическая схема устройства, реализующего способ измерения фазовой ДН антенны.

Устройство, реализующее способ измерения фазовой ДН антенны, включает (фиг.2) генератор 1, выход которогоявляется выходом для подсоединения входа исследуемой антенны 2, установленной на поворотленности антенны при ее испытаниях и настройке. Цель изобретения — повышение точности. Цель изобретения достигается тем, что электромагнитное поле исследуемой антенны принимают двумя идентичными слабонаправленными приемными антеннами, принятые колебания противофазно суммируются, выходной сигнал детектируется, Исследуемую антенну перемещают параллельно линии, соединяющей фазовые центры приемных антенн, в плоскости расположения приемных и исследуемой антенн, Регистрируют величину смещения ЛХ исследуемой антенны, которая определяется при минимуме выходного сигнала, и определяют фазовую диаграмму направленности по приведенной формуле.

2 ил. ном блоке 3 и блоке 4 поперечного перемещения зонда, включающего две слабанап- 0 равленные антенны 5, разнесенные на угол/ (Я

Л Оотносительно исследуемой антенны и расположенные в горизонтальной плоскости относительно исследуемой антенны 2 (фиг.1). Выходы антенны 5 подсоединены к плечам тройника 6, вывод которого подключен через детекторную секцию к индикатору 8.

Способ измерения фазовой ДН антенны реализуется следующим образом.

Исследуемая антенна ориентируется на приемные антенны 5 так, чтобы направление О.=О совпадало с направлением на первую из них. Направление на вторую антенну соответствует углу Л О. Величина

Л Оопределяется желаемым шагом измере1652944 иия фазовой ДН и обеспечивается выбором расстояния между приемными антеннами В (фиг.1). Расстояние между исследуемой 2 и слабонаправленными антеннами 5 H выбирается иэ условия дальней эоны

Н > М- где М вЂ” число, зависящее от требуемой точности измерения фазы; — максимальный размер апертуры антенны 2;

А- длина волны.

Излученные сигналы, имеющие в направлениях О=Оt4О=ЛОразность фаз

ДР1принимаются двумя антеннами 5, складываются противофазно на высо кой частоте, суммарный сигнал детектируется, а затем измеряется амплитуда результирующего колебания

О = Р(О)-r(о+Л0) = (О)— (Лу — Г(О+ЛО) 8 Далеепроизводится перемещение антенны 2 по оси х, благодаря чему возникает дополнительная разность хода Лр(фиг.1), которая определяется вы,ражением

Ь(= Н +(8/2 a ) - Í +(/ - bx) где ЛХ- величина перемещения.

С ее учетом амплитуда принимого сигнала равна

I е,=((р(е(-:(

Величина перемещения Лх выбирается так, чтобы принятый сигнал был минимален.

В этом случае

$U), = ЬЦ таким образом, по величине смещения Лх можно определить разность фаз для направлений Ои О+ ЛО С учетом того, что

ЛО< <1 Н/1 > >1 (большое расстояние, требуемое иэ условия дальней эоны)

М В аСу,= ЬЦ = — — bX

l4

Принимаем, что фазовая ДН в направлении О = О имеет нулевое значение ф (0) =

О. Тогда в направлении О = ЛОее значение равно Лр>, ф(ЛО) = Apl .

Затем исследуемую антенну 2 устанавливают в первоначальное полажение (Лх)=0 и поворачивают на угол ЛО

Теперь первой приемной антенне 5 соответствует направление О= ЛО а второй2 Л О.Аналогичным образом измеряется сдвиг фаэ Лрг Соответственно значение фаэовой ДН ф(2ЛО) =Ay> +hpz и т,д, Сказанное поясняет принцип измерения.

Однако в действительности при перемещении.измеряемой антенны на величину

5 Лх угловое направление изменяется от зна° 1 Лх чения О доО+ЛО, ЛО =arcing (фиг,1). Можно обеспечить условия, при которых изменение ЛО < < ЛО и его влияние невелико, и учесть его при обработке результатов измерений, Действительно, начиная от второго измерения определенное значение Лр1 соответствует

15 1 1 раэностифаэне ф(О+ЛО) — ф(О), а ф(О+ЛО" + ЛО) — ф(0+ЛО ), Используя линейную интерполяцию, можно, зная предыдущие значения, найти значение фазовой ДН в направлении

20 (О+ЛО1 )

Iv{8)

y(0 b8 ) = (О) + 69 и-уточнить результаты измерения с учетом

25 атой поправки. Окончательная формула имеет вид (4(0) =О, (((ЬО} = ЬЦ, ) ($(7b8) =bing(t bgz

ЬФ- b(Pz

° 0+ 69

Таким образом, расчет фаэовой ДН (в радианах) по измеренным величинам смещения

ЛХ(производится по формуле

hX, . ЬХ;.,- by;

35 У()--(ь9й, и (=4 где Ьх(— величина смещения в i-м измерении;

А — длина волны;

Н вЂ” расстояние между антеннами;

ЛО- шаг измерения по углу.

Устройство, реализующее способ измерения фазовой ДН, реализуется следующим

45 образом.

Излучение приемных антенн 5 проходит через равные отрезки фидеров до тройника

6, где два сигнала вычитаются. Результирующий сигнал детектируется в детекторной секции 7, после чего поступает на вход индикатора 8, где фиксируется. Устройство поперечного перемещения исследуемой антенны 2 обеспечивает нахождение положен и я Л Х; при котором резул ьти рующий сигнал на индикаторе 8 минимален.

Таким образом, использование данного измерения позволяет проводить измерения фазы, измеряя только амплитуду сигнала, что обеспечивает повышение точности.

1652944

Фиг.f

Фиг. 2

Составитель П. Савельев

Редактор А. Маковская Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M. Шароши,, Заказ 1771 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Способ измерения фазовой диаграммы направленности антенны, включающий излучение сигнала исследуемой антенной, многократное выполнение измерительного 5 цикла, включающего прием излученного исследуемой антенной сигнала зондом, состоящим из двух слабонаправленных антенн, разнесенных на угол ЛОотносительно исследуемой антенны и расположенных на 10 одинаковых расстояниях от нее в горизонтальной плоскости, проходящей через фазовый центр исследуемой антенны, противофазное сложение принятых сигналов, их детектирование, регистрацию и пово- 15 рот исследуемой антенны на угол ЬО относительно вертикальной оси, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, перемещают исследуемую антенну параллельно линии, соединяющей слабо- 20 направленные антенны, до достижения минимального значения зарегистрированного сигнала и фиксируют это перемещение

Лх после чего возвращают исследуемую антенну в первоначальное положение и определяют фазовую диаграмму направленн ости а нтен ны по фо рмуле и AX; и Х;, АХ;

p(nAO)=2 a(b9+ + Q х х — ); где Л вЂ” длина волны сигнала, излучаемого исследуемой антенной;

Н вЂ” расстояние от центра линии, соединяющей слабонаправленные антенны, до исследуемой антенны;

n— - число поворотов исследуемой антенны до достижения углового положения

C4 =n ЛО