Устройство для измерения поля в ближней зоне антенны

 

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенны по результатам измерений в ее ближней зоне. Цель изобретения - повышение точности - достигается при использовании устройства, содержащего генератор 1 СВЧ, который подключен через циркулятор 2 к исследуемой антенне 3, к циркулятору 2 также подключены последовательно соединенные смеситель 4, усилитель 5 низкой частоты, фильтр 6 низкой частоты и амплифазометр 7. К второму входу амплифазометра 7 подключен выход генератора 8 низкой частоты (ГНЧ). Устройство также содержит диполи с модулирующими диодами (МД), причем выход ГНЧ 8 подсоединен к МД через аттенюатор и фазовращатель соответственно. Диполи расположены параллельно плоскости раскрыва антенны 3 на расстоянии г друг от друга вдоль линии, перпендикулярной раскрыву антенны 3, а расстояние г и сдвиг фазы, вносимый фазовращателем, должны удовлетворять определенным соотношениям . В этом случае происходит подавление одной боковой частоты, формируемой колебаниями ГНЧ 8, подаваемыми на МД, и удвоение другой боковой частоты, что обеспечивает повышение точности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 29/10 1 1" ЛЭЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647810/09 (22) 06.02.89 (46) 15,07.92. Бюл. М 26 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.Б,Кирильчук, Г.А,Клеван и Г.П.Турук (53) 621.317:621.396.67 (088,8) (56) Захарьев Л,Н. и др. Методы измерения характеристик антенн CBЧ. — M.: Радио и связь, 1985, с. 191 — 195.

Авторское свидетельство СССР

М 1670629, кл. G 01 R, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯ

В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенны по ре-. зультатам измерений в ее ближней зоне.

Цель изобретения — повышение точности— достигается при использовании устройства, содержащего генератор 1 СВЧ, который подключен через циркулятор 2 к исследуе„„ Ж„, 1748093 А1 мой антенне 3, к циркулятору 2 также подключены последовательно соединенные смеситель 4, усилитель 5 низкой частоты, фильтр 6 низкой частоты и амплифазометр

7. К второму входу амплифазометра 7 подключен выход генератора 8 низкой частоты (ГНЧ), Устройство также содержит диполи с модулирующими диодами (МД), причем выход ГНЧ 8 подсоединен к МД через аттенюатор и фазовращатель соответственно.

Диполи расположены параллельно плоскости раскрыва антенны 3 на расстоянии r друг от друга вдоль линии, перпендикулярной раскрыву антенны 3, а расстояние r u сдвиг фазы, вносимый фазовращателем, должны удовлетворять определейным соотношениям, В этом случае происходит подавление одной боковой частоты, формируемой колебаниями ГНЧ 8, подаваемыми на МД, и удвоение другой боковой частоты, что обеспечивает повышение точности. 1 ил.

1748093

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения параметров антенны по результатам измерений в ее ближней зоне, Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже .изображена структурная электрическая схема устройства для измерения поля в ближней зоне антенны.

Устройство для измерения поля в ближней зоне антенны содержит генератор 1

СВЧ, выход которого подключен к первому плечу циркулятора 2, второе плечо которого является входом для подключения исследуемой антенны 3, третье плечо циркулятора

2 подключено к последовательно соединенным смесителю 4, усилителю 5 низкой частоты, фильтру 6 низкой частоты, амплифазометр 7, первый и второй входы которого соединены с выходом фильтра 6 низкой частоты и выходом генератора 8 низкой частоты соответственно, выход генератора 8 также соединен через аттенюатор 9 с входом первого модулирующего диода 10 диполя 11 и через фазовращатель 12 — с входом второго модулирующего диода 13 второго диполя 14.

Устройство для измерения поля в ближ ней зоне антенны работает следующим образом.

Сигнал на рабочей частоте от генератора 1 СВЧ через циркулятор 2 поступает на исследуемую антенну 3. Часть излучаемой мощности принимается первым 11 и вторым

14 диполями, к которым подключены соответственно модулирующие диоды 10 и t3, На диод 10 подается модулирующее напряженйе генератора 8 низкой частоты через аттенюатор 9, а на диод 13- через фаэовращатель 12. Полученный амплитудно-модулированный сигнал переиэлучается диполями 11 и 14 и часть его принимается исследуемой антенной 3. Сигналы, отраженные от первого 11 и второго 14 диполей, в своем спектре содержат, кроме несущей частоты в, по две боковые частоты в Q с собственными значениями фазовых сдвигов, приобретенных эа счет фаз колебаний модулирующей частоты, пространственного разноса диполей 11 и 14 и набега фаз на пути распространения от исследуемой антенны до каждого из диполей 11 и 14, и обратно. Фазовый сдвиг подбирается так, чтобы одни из боковых частот спектра на входе антенны 3 были в фазе, а другие — в противофазе. Такое соотношение фаз составляющих спектра си: нала при равенстве их амплитуд позволяет п>дав; ть одну боковую частоту и удвоить амплйту .,у,другой, u> - 01соз(в г — kx+ Л р); где k — постоянная распространения несущего колебания;

x — расстояние от фазового центра ан35 тенны до диполя;

Ap — фаза поля в объеме измерения.

На входе второго диполя 14 фаза сигна-. ла будет отставать по отношению к первому на некоторый угол, определяемый расстоя40 нием между диполями r ог = Огсоз(в t kx kr+ Ap ).

После модуляции напряжением низкочастотного генератора, пр. ложенным к соответствующим диодам, отраженные

45 сигналы двух диполей на входе антенны . можно выразить в виде

U< = U1соs(в t — 2kx + Л р) +. U1 сов((в+ Q ) — ky — 1х+ Лр)+ U> соз((в Q ). t kх кгх + Лp);

50 (1)

U2 = U2cosf в t — 2kx — 2kr + Лр ) +

+Огвсоэ((в,+ Q )t — kx — k>x — 11г -kr +

+Ьp — p)+ Uz cos(((в — Q)t — kx — kzx — kr—

- гг+ h p+ p), (2) где р — фаза напряжения модулирующего низкочастотного колебания, поступающего на диод 13 второго диполя 14, определяемая фаэовращателем 12, 5

С помощью аттенюатора 9, фаэовращателя 12 и подбора расстояния между диполями добиваются максимального подавления амплитуды сигнала одной из боковых составляющих.

Полученный таким образом сигнал с одной боковой частотой через циркулятор 2 поступает на смеситель 4, на выходе которого выделяется сигнал, несущий информацию о фазе и амплитуде поля в объеме измерения.:

Гетеродинный сигнал поступает на смеситель за счет просачивания через циркулятор 2, Выделенный сигнал на частоте модуляции после усиления и фильтрации поступает на первый вход амплифаэометра

7, на второй вход которого поступает сигнал от генератора 8 низкой частоты, На первом выходе амплифазометра 7 формируется напряжение, пропорциональное фазе поля в объеме измерения, на втором — напряже-. нйе, пропорциональное амплитуде.

Работу устройства можно пояснить, рассмотрев прохождение сигналов в тракте устройства. Сигналы на выходе генератора

1 СВЧ можно записать в виде

u = Ucoset; где u — амплитуда; и- частота.

На входе первого диполя 11

1748093

Составитель П. Савельев

Редактор M. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 2503 . Тираж Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 —:. k<, k2 — постоянные распространения колебаний верхней и нижней боковых частот.

Суммирование на входе исследуемой антенны 3 двух сигналов приводит к подав- 5 лению амплитуды верхней боковой частоты и к удвоению амплитуды нижней боковой частоты при условйи равенства их амплитуд и равенства 180 разности фаз двух колебаний верхних боковых частот и нулю граду- 10 сов разности фаз.нижних боковых частот.

Равенство амплитуд боковых составляю-. щих устанавливается аттенюатором 9, а разность фаз подбором расстояния между диполями и задержкой фазы — фазовраща- 15 телем 12. Таким образом, из (1) и (2), учитывая что k- k>= kz(Q < < в ), получаем . 2kr+ р =ж(2п+ 1)

2kr — p =2лп. Принятый сигнал нижней боковой и не- 20 сущей частот поступает на смеситель 4 через циркулятор 2 совместно с сигналом генератора 1. Тогда на выходе смесителя выделяются сигналы с нулевой частотой и частотой И . После прохождения усилителя 25

5 и фильтра 6 на вход амплифазометра поступит сигнал

О.= Ucos(Q t+2kx+ b,р), который сравнивается по фазе с опорнйм напряжением генератора низкой частоты 30

u = Ucos Л t; Считаем начальную фазу генератора НЧ равной нулю, На выходе 15 амплифазометра появится напряжение

U = Ucos(2kx + Л p ), которое будет пропорционально фазе поля в объеме измерения.

Таким образом, применение модуляции поля в ближней зоне антенны при помощи двух параллельных диполей, расположен40 к ных параллельно плоскости раскрыва исследуемой антенны вдоль линии, перпендикулярной раскрыву, позволяет увеличить подавление одной боковой частоты, что повышает точность измерения, Формула изобретениЯ

Устройство для измерения поля в ближней зоне антенны, включающее генератор

СВЧ, циркулятор, последовательно соединенные смеситель, усилитель низкой частоты, фильтр низкой частоты и амплифаэометр, второй вход которого под-. соединен к выходу генератора низкой частоты, первый и второй диполи с первым и вторым модулирующими диодами соответственно, причем выход генератора низкой частоты подключен к входу в горого модулирующего диода через фазовращатель; первый и второй диполи установлены с возможностью перемещения, о т л и ч а ющ е е с я тем,.что. с целью повышения точности, вход первого модулирующего диода подсоединен к выходу гейератора низ- кой частоты через аттенюатор, первое плечо циркулятора подключено к выходу генератора СВЧ, второе плечо является входом для подключейия выхода исследуемой антенны, а третье плечо циркулятора подсоединено к входу смесителя, первый и второй диполи установлены один параллельно другому и на расстоянии r один от другого вдоль линии, перпендикулярной. диполям, причем расстояние r между диполями и значение сдвига фазы .р, вносимого фазовращателем, должны удовлетворять соотношениям, 2kr+ ф=ж (2п+ 1) ., 2kr — р=2лп, где k - 2 г 3-(А — рабочая длина волны), k=0,+ 1, + 2,....