Способ измерения коэффициента отражения излучающих элементов фазированной антенной решетки

 

Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для оценки параметров сложных ФАР. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения действующего коэффициента отражения (ДКО). При осуществлении способа сначала измеряют собственный коэффициент отражения (СКО) излучающего элемента (ИЭ) ФАР путем подачи на его вход фазоманипулированного сигнала с девиацией 90°, а-затем измеряют сигнал, обусловленный взаимной связью (СВС) между различными ИЭ, путем подачи на измеряемый ИЭ фазоманипулированного сигнала с девиацией 180°. ДКО определяют, суммируя СКО и СВС. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (I I) (SI)5 G 0t R 29/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4669225/09 (22) 28.03.89 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) Л.Я.Ильницкий и И.Л.Шимберг (56) Сканирующие антенные системы C84/

Под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. — М.:

Сов. радио, 1969, т.ll, с.263-266.

Авторское свидетельство СССР

N. 1689877, кл. G 01 R 29/08. 1991. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАА ОТРАЖ =Н ИЯ ИЗЛУЧАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ

РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для

Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для оценки параметров сложных ФАР.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения действующего коэффициента отражения (ДКО).

ДКО излучающего элемента (ИЭ} представляет собой коэффициент отражения

ИЭ, находящегося в окружении иных ИЭ

ФАР, излучающих сигналы, фазы которых соответствуют различным направлениям луча.

Способ измерения коэсрфициента отражения (КО) излучающего элемента (ИЭ) ФАР . может быть реализован. например, с помощью устройства, структурная электрическая схема которого приведена на чертеже.

Устройство для измере ия КО ИЭ ФАР содержит генератор 1 СВЧ, дат (ик 2 падающей и отраженной волн, делитель 3 на N

Ф оценки параметров сложных ФАР, Цель изобретения — расширение функционал ьных возможностей за счет обеспечения измерения действующего коэффициента отражения (ДКО). При осуществлении способа сначала измеряют собственный коэффициент отражения (СКО) излучающего элемента (ИЭ) ФАР путем подачи на его вход фазоманипулированного сигнала с девиацией 900, а затем измеряют сигнал, обусловленный взаимной связью (СВС) между различными ИЭ, путем подачи на измеряемый ИЭ фазоманипулированного сигнала с девиацией 180 . ДКО определяют, суммируя СКО и СВС. 1 ил. каналов по числу ИЭ ФАР, N управляемых проходных фазовращателей (Ф В) 4, которы вместе с делителем 3 входят в состав ФАР

ИЭ 5, излучающую апертуру 6, селективные усилители 2 оигналов частоты манипуляции, синхронные детекторы 8, блоки 9 вычитания, переключатели 10, блоки 11 памяти, сумматоры 12, блок 13 вычисления, блок 14 управления ФВ, генератор 15 сигналов манипуляции, блок 16 управления измерениями.

Способ измерения КО ИЭ ФАР может быть реализован следующим образом.

Спомощью генератора 1 формируют непрерывный СВЧ сигнал и пропускают его через датчик 2 на вход делителя 3. Выходные сигналы делителя 3 одновременно поступают иай проходных управляемых ФВ 4 и N ИЭ 5. СВЧ сигнал, поступающий на измеряемый вданный момент ИЭ 5, подвергйют фазовой манипуляции с частотой F u

1758597

0 ) " 4

При постоянных 1610пад1 1Ксв! КсуКсд, 5 это обеспечивается при калибровке. деление Um на модуль квадрата коэффициента передачи IS}121 позволяет оценить 1Гиэ1. ВыЛ читание с}}ь — — — 2 р12 позволяет оце4

10 нить фазу уЪэ СКО. Таким образом оценивается СКО. После этого сигнал, поступающий на вход измеряемого ИЭ, подвергают с помощью соответствующего управляемого проходного фазовращателя 4

15 фазовой манипуляции с частотой Fm и девиацией 180О.

Перечисленные составляющие результирующих сигналов с амплитудных детекторов датчика 2 селективно усиливаются в

20 усилителях 7, синхронно детектируются и поступают на входы блоков 9, выходные сигналы которых поступают на блок 13. Эти сигналы имеют вид

25 (3) (4) где10пад I — амплитуда СВЧ сигнала с выхода 35 генератора 1;

IKc}8! — МОдуЛЬ КОЭффИцИЕНта СВЯЗИ СВЧ зонда в датчике 2;

Ксу, Ксд — коэффициенты передачи селективного усилителя 7 и синхронного де- 40 тектора 8;

1$}121 — модуль коэффициента передачи с выхода делителя 3 до входа измеряемого

ИЭ5;

1Ги,1,— модуль собственного КО измеря- 45 емого ИЭ 5;

Р1 =фиг+ Ъэ, где с }12 — фаза коэффициента передачи; 50

<(Ъэ — фаза собственного КО (СКО) ИЭ.

Последующие расчеты в блоке 13 позволяют найти модуль и фазу выделенного отраженного сигнала:

0е= 0 „+ 0-с = 1610пад1 IКсвl Ксух х Ксд 1$}12ИГиэ1; девиацией 90О. На входах СВЧ зондов датчика 2 суммируются падающие и отраженные сигналы с учетом местонахождения соответствующих СВЧ зондов в датчике 2.

Результирующие сигналы с амплитудных детекторов датчика 2 поступают на входы селективных усилителей 7, которые выделяют переменные составляющие и усиливают сигналы на частоте Fm.

Усиленные сигналы синхронно детектируют. используя в качестве опорного сигнал генератора 14, а затем попарно вычитают в блоках 9. Сигналы с выходов блоков 9 проходят через переключатели 10 на блоки 11.

Затем всигнал,,поступающий на вход измеряемого в данный момент ИЭ 5, вводят доо полнительный фазовый сдвиг 180 и повторяют указанные операции. В конечном счете сигналы с блоком 9 через переключатели 10 запоминаются в блоках 11.

Сигналы, запомненные в блоках 11, поступают на сумматоры 12, выходные сигналы которых имеют Вид:

U- = 161 0пад I 1Ксв I Kcyx

2 2

-:5 х Ксд1 $}121 1Гиэ!.3!п(Д 1 + 4 ) (") 0 = 161 0пац1 IKcsl Kcyx хКсд IS}12l 1Гиэ! COS(ф1 + 4 ), (2) 601 = — 81Uï,ää! IKñâ I Kcó Kcäх г х IS}12 Il Sic}8 I sin (<Щ + 4 ), г

Ь02 = — 8 10пад1 IKco I Ксу Ксд х

IS}12 II $! св I СОЯ ((Щ + 4 )

В формулах (3) и (4) обозначено у .}2 =. !}}12 + фэкв

lSiсвI е " - модуль и фаза сигнала на входе измеряемого ИЭ, определяемого взаимной связью ИЭ, $}св = $}к;

К=!

$}к — коэффициент связи 1-го ИЭ с К-м

ИЭ, Последующие расчеты в блоке 13 позволяют определить модуль и фазу выделенного отраженного сигнала

0т = } AU1 + ЛUi =810дад I х

"IКсв 1 Ксу Ксд 1 S}12 1 $}св 1, г

Л01 X фп =аГС19 „— = + —. сь 0г

Оценка модуля сигнала эа счет взаимной связи (СВС) определяется путем деления 0п на модуль коэффициента

1758597 передачи со входа делителя на 3 до входа иэмеояемого ИЭ iSi>zl. Предполагается, что

lUnagl iKc8l КсуКсд = const. Фаза СВС определяется по формуле прерывного СВЧ-сигнала на все ИЭ, фазовой манипуляции подаваемого на измеряемый ИЭ СВЧ-сигнала напряжением низкой частоты с девиацией фазы 90, суммирова5 нии отраженного сигнала с падающим, синхронном детектировании суммарного сигнала, выделении составляющей с частотой манипуляции, измерении ее уровня, повторении укаэанных операций при

10 введении в СВЧ-сигнал, подаваемый на измеряемый ИЭ, фазового сдвига 180 и вычислении собственного коэффициента отражения (СКО) ИЭ, отличающийся тем, что, с целью обеспечения измерения

15 действующего коэффициента отражения (ДКО), и также подаваемый на измеряемый

ИЭ СВЧ-сигнал подвергают фазовой манипуляции с девиацией фазы 1800, суммируют отраженный сигнал с падающим, синхронно

20 детектируют суммарный сигнал, выделяют составляющую с частотой манипуляции, из- меряют ее уровень„по которому оценивают модуль и фазу сигнала за счет взаимной связи ИЭ (СВС) на входе измеряемого ИЭ, и

25 определяют ДКО как сумму СКО и СВС, причем для оценки ДКО при различных направлениях луча диаграммы направленности (ДН) ф,, О,, фазы сигналов, поступающих на входы ИЭ, устанавливают равными

Õ

«У"-» =Р 8» 4

Определение ДКΠ— действующего коэффициента отражения, измеряемого ИЭ, производится по формуле

ДКО = СКО+ CBС. (5) Для нахождения СВС при различных направлениях луча р, О> необходимо устанавливать определенные фазовые сдвиги на входах ИЭ, измерять СВС и находить

ДКО по формуле (5), Фазовые сдвиги устанавливают с помощью управляемых проходных фазовращателей 4 по командам блока 14. При этом расчет фазовых сдвигов сигналов, поступающих на входы соответствующих ИЭ, определяют по формуле; уЪ,п = — (md» cos р + ndy sin р» ) sin Oo

2л где К = — — — волновое число; р0, 00 — углы луча ДН в сферической системе координат;

mdx, ndy — координаты измеряемого

ИЭ.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента отражения излучающих элементов (ИЭ) фазированной антенной решетки (ФАР), основанный на одновременной подаче не

pm,ï 2 (гл 1» сов уЪ + ndy sin р ) sin Oo

К где К = 2 лЛ вЂ” волновое число;

35 р<, О, — угловые направления ДН в сферической системе координат;

mdx. ndy — координаты измеряемого ИЭ

Составитель р

Техред М.Моргентал

Редактор С.Лисина

Корректор T.Ïàëèé

Заказ 2998 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