Устройство антенных измерений

 

Использование: в технике антенных измерений для автоматизированного считывания углов азимута при измерении диаграмм направленности антенн, установленных на крупногабаритных транспортных средствах. Сущность изобретения: измеряемая антенна 3 подключена к генератору 1 и установлена штатно на транспортном средстве 2, которое в процессе измерений перемещается по кольцевой трассе. В центре кольцевой трассы установлено координатно-поворотное устройство 7, с которым соединен блок ручного наведения 8. Передающая телевизионная камера 4 установлена на координатно-поворотном устройстве 7 и соединена с телевизионным приемником 5. Вспомогательная антенна 6 подключена к приемному устройству 9. Входы - выходы электронно-вычислительной машины 11 соединены соответственно с периферийной аппаратурой 12 и через устройство связи 10 - с блоком ручного наведения 8 и с приемным устройством 9. 1ил.

Предлагаемое изобретение относится к технике антенных измерений и может использоваться в автоматизированных установках для измерения диаграмм направленности антенн, установленных на наземных транспортных средствах.

Известны устройства для автоматизированных антенных измерений, содержащие последовательно соединенные измеряемую антенну, приемное устройство, устройство связи, электронно-вычислительную машину (ЭВМ) и периферийную аппаратуру, а также координатно-поворотное устройство (КПУ) и последовательно соединенные генератор и вспомогательную антенну, причем группы входов - выходов генератора и КПУ подключены к соответствующим входам выходам устройства связи (см. например, А.Ф. Страхов Автоматизированные антенные измерения, М. Радио и связь. 1985 г. стр.24, рис. 2.1.).

Однако, для вращения крупногабаритного транспортного средства с установленной на нем измеряемой антенной требуется поворотная платформа, имеющая высокую стоимость и сложная в изготовлении.

Известны также устройства, обеспечивающие визуальное слежение за транспортным средством с помощью телевизионной установки (см. например, пат. США, N Н515, кл.358-108, от 02.08.88). Однако данное устройство не имеет технических средств, позволяющих считывать и записывать в автоматизированном режиме угловые координаты положения транспортного средства.

Наиболее близким предложенному устройству по технической сущности является устройство для антенных измерений, содержащее последовательно соединенные вспомогательную антенну, приемное устройство, устройство связи, электронно-вычислительную машину и периферийную аппаратуру, а также последовательно соединенные генератор и измеряемую антенну, которая установлена на транспортном средстве (см. например, I.F.Bernsdein, G.T.Rothammer Digital tools speed up sheepboard antenna tests -журнал Microwowes and RF, 1986, V25, N 9, стр.145-147).

Однако штатные технические средства, используемые в известном устройстве для считывания угловых координат измеряемых антенн, отсутствуют в наземных транспортных средствах (например, автомобилях), что создает трудности при определении углов азимута установленных на них измеряемых антенн.

Цель предложенного технического решения является автоматизация процесса считывания и записи угловых координат измеряемой антенны.

Это достигается тем, что в устройство антенных измерений, содержащее последовательно соединенные вспомогательную антенну, приемное устройство, устройство связи, электронно-вычислительную машину и периферийную аппаратуру, а также последовательно соединенные генератор и измеряемую антенну, которая установлена на транспортном средстве, введены последовательно соединенные передающая телевизионная камера и телевизионный приемник и последовательно соединенные блок ручного наведения и координатно-поворотное устройство, на котором установлена передающая телевизионная камера, при этом другая группа входов выходов устройства связи подключена к группе входов выходов блока ручного наведения, а оптическая ось передающей телевизионной камеры направлена на транспортное средство и является линией радиуса к траектории его перемещения в каждой точке считывания и записи угловых координат измеряемой антенны.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства антенных измерений.

Устройство антенных измерений содержит генератор 1, транспортное средство 2, измеряемую антенну 3, передающую телевизионную камеру 4, телевизионный приемник 5, вспомогательную антенну 6, координатно-поворотное устройство 7, блок ручного наведения 8, приемное устройство 9, устройство связи 10, электронно-вычислительную машину 11 и периферийную аппаратуру 12.

Вспомогательная и измеряемая антенны разнесены на расстояние, определяемое условием дальней зоны. Вспомогательная антенна установлена на вышке, а измеряемая антенна, как и в прототипе, на транспортном средстве, которое в процессе измерения диаграммы направленности перемещается по трассе, выполненной в форме окружности.

В центре кольцевой трассы находится КПУ, на котором установлена передающая телевизионная камера. Генератор может размещаться на транспортном средстве, что не является обязательным.

Приемное устройство, ЭВМ и телевизионный приемник находятся на рабочем месте оператора, расположенном вблизи вышки, или КПУ.

В предложенном устройстве антенных измерений использованы следующие технические средства: промышленная телевизионная установка типа ПТУ-58; координатно-поворотное устройство типа АК-12ЩД; блок ручного наведения КПУ-Л401; ЭВМ СМ 1800; приемное устройство последовательно соединенные селективный микровольтметр SMV-8.5 и цифровой нановольтметр В2-38; устройство связи в составе контроллер МС-2702 (для считывания кода угловых координат), контроллер ФЯТИ 43-ЭОО27 (для управления нановольтметром В2-38 и считывания кода уровня сигнала).

Предложенное устройство антенных измерений работает следующим образом.

После включения и прогрева аппаратуры по линии служебной радиосвязи поступает команда о начале движения транспортного средства 2 по кольцевой трассе. При этом установленная на нем измеряемая антенна 3 изменяет угол своей ориентации относительно вспомогательной антенны 6 на 360^o при полном цикле движения по трассе, либо в пределах меньшего угла при неполном цикле.

В центре кольцевой трассы находится КПУ 7 с установленной на нем передающей телевизионной камерой 4, направленной на транспортное средство 2.

В процессе перемещения транспортного средства 2 по трассе оператор при помощи блока ручного наведения 8 осуществляет управление КПУ 7 таким образом, чтобы оптическая ось передающей телевизионной камеры была направлена на выбранную точку прицеливания, находящуюся на транспортном средстве 2 (штатную или специально нанесенную).

При получении данного результата оператор нажимает соответствующую клавишу клавиатуры ЭВМ 11, что обеспечивает запись результатов измерений (параметров) в данной точке трассы.

Этими параметрами являются: уровень сигнала принятого вспомогательной антенной 6; угол αʹ, характеризующий направление оптической оси передающей телевизионной камеры 4 относительно центра трассы, считанной с КПУ 7.

Поскольку ось, вокруг которой происходит поворот измеряемой антенны 3 при ее движении по трассе, смещена относительно центра трассы, углы, характеризующие истинные значения азимута антенны α относительно вспомогательной антенны 6, не совпадают со значениями углов, считанных с КПУ 7 aʹ.

В связи с изложенным программное обеспечение ЭВМ 11 предусматривает пересчет считанных с КПУ 7 углов αʹ в истинные значения азимута, измеряемые относительно вспомогательной антенны 6.

Необходимое для пересчета углов соотношение определяется из геометрического чертежа, построенного в соответствии с описанием предложенного технического решения и характеризующего расположение на местности его составных частей, ими являются: кольцевая трасса, линия, изображающая оптическую ось передающей телевизионной камеры 4, направленной на транспортное средство 2 (отрезком которой является радиус кольцевой трассы) и отрезки линий, из которых первый соединяет точку установки вспомогательной антенны 6 с центром кольцевой трассы, а второй с точкой пересечения с ней оптической оси передающей телевизионной камеры 4.

Угол α это угол между первым отрезком линии и оптической осью передающей телевизионной камеры 4, а угол aʹ это угол между вторым отрезком линии и радиусом кольцевой трассы.

Выражение угла α через угол aʹ производится по известным правилам решения задач для углов и треугольников.

Следует отметить, что если для выбранной площадки выполняется условие 1>r, где 1 расстояние от вспомогательной антенны до центра кольцевой трассы, r радиус кольцевой трассы, то для пересчета углов нет обходимости, т.к. в этом случае ошибка в определении угла пренебрежимо мала.

Формула изобретения

Устройство антенных измерений, содержащее последовательно соединенные вспомогательно антенну, приемное устройство, устройство связи, электронно-вычислительную машину и периферийную аппаратуру, а также последовательно соединенные генератор и измеряемую антенну, которая на транспортном средстве, отличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные передающая телевизионная камера и телевизионный приемник и последовательно соединенные блок ручного наведения и координатно-поворотное устройство, на котором установлена телевизионная камера, при этом группа входов-выходов устройства связи подключена к группе входов-выходов блока ручного наведения, а оптическая ось телевизионной камеры направлена на транспортное средство и является линией радиуса к траектории его перемещения в каждой точке считывания и записи угловых координат измеряемой антенны.

РИСУНКИ

Рисунок 1