Устройство для измерения диаграммы направленности

 

Изобретение относится к технике измерения характеристик антенн в безэховых камерах. Устройство для измерения диаграммы направленности содержит безэховую камеру 9;стенки которой закреплены на блоке возвратно-поступательного перемещения . Излучая электромагнитное поле вспомогательной антенной 3, принимая его исследуемой антенной 5 и фильтруя принятый сигнал, можно выделить составляющую , обусловленную прямой волной и подавить составляющие обусловленные переотражениями . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (л)

° Ь .С)

Ф ,ОО

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4627601/09 (22) 28.12.88 (46) 15.05.92, Бюл, М 18 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) О.А,Авдеева, Е.М,Головин, С.Е.Колин и Ю.Е.Седельников (53) 621.396.67(088.8) (56) Мицмахер М,Я., Торгованов В,А. Безэховые камеры СВЧ. М„Радио и связь, 1982.

Bennet С.L. Electromagnetic scattering

N.Y, Academic Press, 1978.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диаграммы направленности (ДН).

Известны устройства, измеряющие ДН в безэховых камерах (БЭК), состоящие из генератора, подключенного к излучаемой антенне, и последовательно включенных измеряемой антенны на поворотном стенде, приемного блока и индикатора, расположенных внутри БЭК, например, прямоугольной формы, с покрытием из радиопоглощающего материала (РПМ).

Недостатком устройства является большая ошибка измерения, вызванная искажением влиянием сигналов, принимаемых с направлений, отличных от направления на излучаемую антен ну.

Известно также устройство, состоящее из генератора, подключенного к передающей антенны, и последовательно включенных измеряемой антенны, приемного блока

„„5U„„1734048 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерения характеристик антенн в безэховых камерах, Устройство для измерения диаграммы направленности содержит безэховую камеру 9 стенки которой закреплены на блоке возвратно-поступательного перемещения. Излучая электромагнитное поле вспомогательной антенной 3, принимая его исследуемой антенной 5 и фильтруя принятый сигнал, можно выделить составляющую, обусловленную прямой волной и подавить составляющие обусловленные переотражениями, 1 ил. и индикатора, размещенных внутри БЭК с регулируемой в пространстве задней стенки, что позволяет производит измерение ДН в точке локального минимума мощности отраженных от стенок БЭК волн, и падающих непосредственно от излучаемой антенны, Большее устранение паразитных отражений от стенок БЭК осуществлено в устройстве, состоящем из генератора частоты, подключенного к вспомогательной антенне, последовательно соединенных измеряемой антенны, приемного блока, ключа и индикатора, а также из генератора коротких импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу генератора частоты и управляющему входу ключа, Все устройства помещены в БЭК, Излученный сигнал стробируют генератором коротких импульсов для блокирования сигналов, отраженных оТ стенок БЭК.

Недостаток :.того устройства обусловлен тем, что в силу естественной ограничен1734048 ности размеров БЭК необходимо формировать очень короткие импульсы, имеющие достаточно широкий спектр. При прохождении реального передающего-приемного тракта с ограниченной полосой пропускания, причем самым узкополосным элементом является измеряемая антенна, импульсы подвергаются искажениям, приводящим к ошибкам измерения.

Так при размерах БЭК порядка десятков метров необходимы импульсы длительностью менее 10 — 10 с, что соответствует ширине спектра более 0,2 — 2 ГГц, что для большинства антенн является неприемлемой шириной полосы.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор и размещенные в безэховой камере вспомогательную антенну и поворотный стенд, предназначенный для размещения исследуемой антенны, а также индикатор, введен блок возвратно-поступательного перемещения стенок безэховой камеры, последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот, а также делитель мощности, вход которого подключен к генератору, один выход — к вспомогательной антенне, а второй — к одному входу смесителя, другой вход которого предназначен для подключения исследуемой антенны, а выход фильтра нижних частот подключен к индикатору, Положительный эффект изобретения основан на том, что при возвратно-поступательном движении стенок БЭК относительно антенн отраженных от них сигнал сдвигается на частоту Доллера, а затем в приемном тракте подавляется за счет частотной селекции, На чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство состоит из генератора 1, выход которого подключен к делителю мощности 2, один из выходов которого подключен к вспомогательной антенне 3, а также поворотного стенда 4, на котором размещена измеряемая антенна 5. Другой выход делителя мощности 2 подключен к последовательно соединенным смесителю 6, фильтру нижних частот 7 и индикатору 8. Другой вход смесителя предназначен для подключения исследуемой антенны.

Безэховая камера 9, стенки которой покрыты радиопоглощающим материалом, установлена на вибраторе 10, закрепленном на условной земле.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, вырабатываемый генератором

1, поступает на делитель мощности 2, с одного выхода которого подается на вспомогательную антенну 3 и излучается. Сумма сигналов, отраженных от стенок БЭК 9 и непосредственно от вспомогательной антенны 3, применяется измеряемой антенной 5 на поворотном стенде 4, имеющим жесткое сцепление с условной землей.

10 Поворот измеряемой антенны 5 вокруг .своей оси поворотным стендом 4 и регистрация полученного результата являет суть измерения диаграммы направленности.

Сигнал, принятый антенной 5, поступает на смеситель 6, на второй вход которого подается сигнал с делителя мощности 2. В результате эффекта переноса частоты на выходе смесителя 6 образуются постоянная составляющая, обусловленная сигналом, прошедшим непосредственно со вспомогательной антенны 3, и составляющие, сдвинутые на частоту, определяемую эффектом

Допплера, обусловленные сигналом, отраженным от стенок БЭК 9. Данная совокупность поступает на вход фильтра нижних частот 7, где фильтруется постоянная составляющая, которая затем и регистрируется в индикаторе 8. За счет того, что стенки

БЭК совершают возвратно-поступательное движение относительно приемно-передающей пары антенны, отраженный сигнал будет иметь сдвиг по частоте, обусловленный

V эффектом Допплера и равный Fg = — F<>, с где V — скорость движения стенок БЭК в проекции на направляющие падающей волны; с — скорость света;

Fo — частота излучаемого сигнала, Таким образом, увеличение скоростей движения стенок БЭК и уменьшение полосы пропускания усилителя 7 позволяют нам в принципе достичь полного исключения влияния отраженных сигналов на результаты измерения.

Суперпозиция сигналов поступает на вход приемной части, где за счет частотной селекции выделяется сигнал с частотой Fo, что соответствует сигналу, прошедшему непосредственно между антеннами. Сигналы, имеющие Допплеровский сдвиг по частоте, подавляются, т.е. за счет наличия возвратно-поступательного движения между стенками БЭК и парой приемно-передающих антенн можно различать сигналы, притерпевшие отражение от стенок БЭК. Однако, не во всех точках отражения от стенок БЭК возвратно-поступательное движение будет совпадать с нормалью падающих волн, это приведет к тому, что спектр приня1734048

Формула изобретения

При частоте вибрации 10 Гц сдвиг частоты Допплера составляет примерно 68 Гц, при этом безэховость камеры улучшается на 12 дБ, что позволяет повысить точность измерения диаграмм направленности.

Составитель О.Авдеева

Редактор М.Васильева Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 1668 Тираж 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 того сигнала будет иметь не только две составляющие (Fp и Fg), но и некие. расположенные между ними. Общий коэффициент улучшения безэховости БЭК будет определяться как отношение спектральных составляющих с достаточным сдвигом частоты к составляющим, лежащим близко к частоте излученного сигнала, отфильтровать которые не представляется возможным, и в общем случае полностью определяется возмущающим воздействием, задаваемым вибратором и конфигурацией стенок БЭК, покрытых тем или иным РПМ.

Устройство для измерения диаграммы направленности, содержащее генератор и

5 размещенные в безэховой камере вспомогательную антенну и поворотный стенд, предназначенный для размещения исследуемой антенны, а также индикатор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

10 точности измерения, в нега введен блок возвратно-поступательного перемещения стенок безэховой камеры, последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот, а также делитель мощности, вход

15 которого подключен к генератору, один выход — к вспомогательной антенне, а второй — к одному входу смесителя, другой вход которого предназначен для подключения исследуемой антенны, а выходы фильтра

20 нижних частей подключены к индикатору,