Устройство для измерения характеристик поля антенны

 

Использование: измерение характеристик поля антенн при их натурных испытаниях с повышенной точностью и упрощением конструкции. Сущность изобретения: устройство содержит вспомогательную антенну, генератор , электронно-вычислительную машину, оптико-механические узлы, выполненные в виде зеркал, размещенных на основаниях , приводы, приемник измеряемой антенны, оптические квантовые генераторы , имеет зонд в виде шара, а оптико-механические узлы имеют двигатели и механизмы изменения углового положения зеркал, размещенные на платформах. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPblTVIRM -„-ПРИ ГКНТ СССР

84(. -,. -, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4931479/09 (22) 24.04.91 (46) 15;11.92, Бюл, М 42 (71) Научно-производственное объединение

"Взлет" (72) А. А. Абашин, Ю. В. Багзин, Н. А. Мутилин и M. А. Салахов (56) Фрадин А, 3., Рыжков Е. В. Измерения параметров антенно-фидерных устройств.—

М.: Связь, 1972, с. 256 — 258.

Страхов А. Ф., Автоматизированные антенные измерения. — M.: Радио и связь, 1985, с. 78, Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для измерения характеристик поля антенн при их натурных испытаниях, Известно устройство для измерения характеристик поля антенны, включающее активный зонд, установленный на летательном аппарате, например, самолете, вертолете, воздушном шаре и т. и., антенну опорного канала, изме-. ритель отношений амплитуд сигналов, блок управления и обработки, пеленгатор координат летательного аппарата, недостатками которого являются низкая точность измерения характеристик поля антенн из-эа трудностей, связанных с выдерживанием заданного радиуса круговой траектории, а также из-за того, что расстояние до зонда может быть не менее 500 м, и сложная конструкция устройства из-за наличия летательного аппарата и средств для,, Ыц, 1775689 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛЯ АНТЕННЫ (57) Использование: измерение характеристик поля антенн при их натурных испытаниях с повышенной точностью и упрощением конструкции. Сущность изобретения: устройство содержит вспомогательную антенну, генератор, электронно-вычислительную машину, оптико-механические узлы, выполненные ввиде зеркал,,размещенных íà основаниях, приводы, приемник измеряемой антенны, оптические квантовые генераторы, имеет зонд в виде шара, а оптико-механические узлы имеют двигатели и механизмы изменения углового положения зеркал, размещенные на платформах, 4 ил. управления движением антенны опорного канала.

Прототипом изобретения является устройство для измерения характеристик поля антенны, включающее генератор, выход которого подсоединен ко входу вспомогательной антенны, а управляющий вход подключен к первому выходу блока управления и обработки, приемник, вход которого является входом для подключения выхода исследуемой антенны, а выход подсоединен к первому входу блока управления и обработки, пассивный зонд, размещенный в дальней зоне исследуемой антенны на летательном аппарате, антенну опорного канала и измеритель отношений сигналов исследуемой антенны и антенны опорного канала.

Данное устройство также, как и аналог, имеет низкую точность измерения характеристик поля антенн из-за трудностей, свя1775689 эанных с выдерживанием заданного радиуса круговой траектории и сложную конструкцию из-за необходимости наличия средств для управления движением антенны опорного канала и сравнения амплитуды переотраженного сигнала, поступающего в исследуемую антенну и антенну опорного канала с помощью измерителя соотношений сигналов исследуемой антенны и антенны опорного канала. Кроме того, данное устройство обеспечивает измерение характеристик поля антенны на расстоянии не менее 500 м от исследуемой антенны, К недостаткам данного устройства следует также отнести облучение экипажа летательного аппарата излучением вспомогательной антенны и большие материальные затраты, связанные с необходимостью подъема в воздух летательного аппарата.

Целью изобретения является упрощение устройства за счет исключения летательного аппарата, антенны опорного канала и измерителя соотношений сигналов исследуемой антенны и антенны опорного канала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения характеристик поля антенны, включающее генератор, выход которого подсоединен ко входу вспомогательной антенны, а управляющий вход подключен к первому выходу блока управления и обработки, приемник, вход которого является входом для подключения выхода исследуемой антенны, а выход подсоединен к первому входу блока управления и обработки, пассивный зонд, размещенный в дальней зоне исследуемой антенны, согласно изобретению, дополнительно введеныпервый и второй лазеры с первым и вторым плоскими зеркалами, каждое из которых установлено с возможностью поворота по азимуту и углу места с помощью приводов, а.также вращения вокруг оси, расположенной под углом к нормали к плоскости зеркал с воэможностью изменения этого угла, при этом оптическая ось каждогО лазера оптически соединена через соответствующее плоское зеркало с пассивным зондом, который выполнен в виде отражающей сферы, входы приводов первого и второго плоских зеркал подключены ко второму, третьему, четвертому и пятому выходам блока управления и обработки, шестой и седьмой выходы подсоединены ко входууправления первого и второго лазера соответственно, На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 — общий вид устройства; на фиг. 3 — блок;схема блска управления и обработки; на фиг, 4 — конструкция крепления

20

25 .пассивным зондом 6, который выполнен в виде отражающей сферы, входы приводов

11, 12, 13, 14 первого 9 и второго 10 плоских зеркал подключены ко второму, третьему, четвертому и пятому выходам блока 3 управ30 ления и обработки, шестой и седьмой выходы подсоединены ко входу управления первого 7. и второго 8 лазера соответственно.

Приводы 11 и 13 связаны с зеркалами 9

45 двигателей и механизмов. изменения углового положения зеркал.

Устройство содержит генератор 1, выход которого подсоединен ко входу вспомогательной антенны 2, а управляющий вход подключен к первому выходу блока 3 управления и обработки, приемник 4, вход которого является входом для подключения выхода исследуемой антенны 5, а выход подсоединен к первому входу блока 3 управления и обработки, пассивный зонд 6, размещенный в дальней зоне исследуемой антенны 5, В устройство также введены первый 7 и второй 8 лазеры с первым 9 и вторым 10 плоскими зеркалами, каждое из которых установлено с возможностью поворота по азимуту и углу места с помощью приводов 11, 12, 13, 14, а также вращения вокруг оси, расположенной под углом к нормали к плоскости зеркала с возможностью изменения этого угла, при этом оптическая ось каждого лазера 7 и 8 оптически соединена через соответствующее плоское зеркало 9 и 10 с и 10 посредством закрепленных на их. выходных валах основаниях 15 и 16, которые снабжены платформами 17 и 18 с двигателями 19 и 20 и механизмами 21 и 22 изменения углового положения зеркал 9 и 10, шарнирно связанными соответственно с центрами зеркал 9 и 10 и их краями, а платформы 17 и

18 размещены на основаниях 15 и 16 с возможностью их- поворота приводами 12 и 14.

Восьмой и девятый выходы блока 3 управления и обработки соединены с соответствующими механихмами 21 и 22 изменения углового положения зеркал, а десятый и одиннадцатый выходы — с двигателями 19 и

20.

Блок 3 управления и обработки состоит из устройства ввода и вывода информации

23 (УВВ), вычислителя 24, например, ДВК-2, двух интерфейсов 25 и 26, обеспечивающих согласование выхода вычислителя 24 со входами приводов 11, 12, 13, 14.

Для запуска генератора 1 вспомогательной передающей антенны 2 и лазеров 7 и 8 в блоке 3 управления и обработки установлен электронный коммутатор 27.

1775689

В блоке 3 управления и обработки имеется регистратор 28 для документирования положения шара-зонда 6, Устройство ввода и вывода информации

23 управляется оператором. 5

Удержание зонда-шара 6 в пространстве осуществляется путем раскрыва лучей лазеров 7 и 8, образующих конус вращения, Пересечение двух сформированных конусов вращения обеспечивает перемещение 10 зонда-шара в заданной области пространства.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени оператор 15 подает команду через УВВ 23, вычислитель

24, интерфейсы 25 и 26 на приводы 11, 12, 13, 14 для сведения оптических осей зеркал

9 и 10 в заданной точке пространства, являющейся исходным местом расположения 20 шара-зонда 6 (например, закрепленного на отвесе, который позже должен быть отсоединен от шара-зонда), на приводы вспомогательной передающей антенны 2 и включение лазеров 7 и 8. После этого опера- 25 тор подает команду на двигатели 19 и 20 вращения зеркал 9 и 10 и механизмы 21, 22 изменения их углового положения, осуществляющих коническую развертку лучей лазеров 7 и 8. Изменение углового положения 30 зеркал 9 и 10 при вращении их двигателями

19 и 20 происходит до тех пор, пока шарзонд 6 не будет зафиксирован вращающимися лучами лазеров 7 и 8, оказывающих на него давление с требуемым зазором, что 35 обеспечивается величиной амплитуды колебаний штока механизмов 21 и 22 изменения углового положения зеркал. Затем оператор подает команду через УВВ 23, вычислитель 24, интерфейсы 25, 26, электронный 40 .коммутатор 27 на запуск генератора 1, который генерирует сигналы СВЧ, передаваемые через вспомогательную антенну 2 в направлении шара-зонда 6. Сигнал СВЧ, отраженный от шара-зонда 6,поступает на 45 вход измеряемой антенны 5, с выхода которой сигнал поступает на вход измерительного приемника 4 и далее через вычислитель 24 на вход регистратора 28 для фиксации (документирования) результатов. 50

Шар-зонд 6 перемещается в пространстве по заданной программе (например, только в азимутальной плоскости, хотя возможны любые варианты движения шараэонда 6 по поверхности воображаемой 55 сферы при постоянном радиусе относительно электрического центра измеряемой антенны), Работа всех элементов, входящих а устройство при перемещении шара-зонда 6, осуществляется вышеуказмн:ым способом.

В зависимости от углового и >ло>кания лучей лазеров 7 и 8 с учетом пграллэксэ (изменениг длины лучей относительно места рссположения лазеров при их движении по круговой траектории постоянного радиуса относ;тельно электрического центра измеряемой антенны) вводится через блок 3 управления и обработки сигнал нэ управление механизмами 21 и 22 измене:.:;я углового положения зеркал 9 и 10 по заданной программе, Углы положения шара-зонда 6 в простр нстне аиР задаются с помощью блока 3 управления и обработки и записываются в регистраторе 28, например, на магнитный диск или графопостроитель. Также а регистратор 28 поступает информация об углах места и азимута, под которыми набл юдэется шэр-зонд 6 относительно электрического центра измеряемой антенны 5 (угол у), Блок 3 управления и обработки обрабатывает поступающую информацию и определяет характеристики поля антенны в любой точке пространства.

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристик поля антенны, включающее генератор, выход которого подключен к входу вспомогательной антенны, а управляющий вход подсоединен в первому выходу блока управления и обработки, приемник, вход которого являетсг входом для подключения выхода исследуемой антенны, а выхпд подсоединен к первому входу блока управления и обработки, пассивный зонд, размещенный в дальней зоне исследуемой антенны, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, введены первый и второй лазеры с первым и вторым плоскими зеркалами соответственно, каждое из которых установлено с возможностью поворота по азимуту и углу места, а также вращения вокруг сои, расположенной под углом к нормали к плоскости зеркала с возможностью изменения этого угла, при этом оптическая ось каждого лазера оптически соединена через соответствующее плоское зеркало с пассивным зондом, который выполнен н виде отражающей сферы, входы принодон первого и второго плоских зеркал подключены к второму и третьему выходам блока; прэнления и обработки, четвертый и пятый входы подсоединены к входу управления первого и второго лазера соответстнепно.

1775689

1775689

2,З

Составитель Н.Мутилин

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор Т,Иванова

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

Заказ 4033 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ко изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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