Устройство для измерения фазовой диаграммы слабонаправленной антенны

 

Использование: для измерения фазовых диаграмм слабонаправленных антенн, для определения их фазового центра, для определения дальности до источника излучения. Сущность изобретения: устройство содержит генератор, две измерительные антенны, каждая из которых последовательно соединена с двумя направленными ответвителями и согласованной СВЧ-нагрузкой, трехдецибельный направленный ответвитель, фазовращатель, четыре детекторные секции и вычислительный блок. 1 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к антенным измерениям.

Известно устройство для измерения фазовой диаграммы антенны, содержащее две измерительные антенны.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство, которое содержит генератор, испытуемую антенну, первую и вторую измерительные антенны, вычислительный блок.

Недостатком данного устройства является то, что оно является узкополосным.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее генератор, первую и вторую измерительные антенны, вычислительный блок, введены первый, второй, третий и четвертый направленные ответвители (НО), первая и вторая согласованные СВЧ-нагрузки, трехдецибельный НО, первая, вторая, третья и четвертая детекторные секции (ДС), фазовращатель, при этом измерительная антенна последовательно соединена с первым, вторым НО и первой согласованной СВЧ-нагрузкой, вторая измерительная антенна последовательно соединена с третьим, четвертым НО и второй согласованной СВЧ- нагрузкой, при этом вторые выходы первого и третьего НО соответственно подключены к первому и второму входам трехдецибельного НО, первый и второй выходы которого подключены через первую и третью ДС к вычислительному блоку, второй выход второго НО через вторую ДС подключен к вычислительному блоку, а второй выход четвертого НО через фазовращатель и четвертую ДС также подключен к вычислительному блоку.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения фазовой диаграммы слабонаправленной антенны.

Устройство содержит генератор 1, испытуемую антенну 2, первую и вторую измерительные антенны 3, 4, первый, второй, третий и четвертый НО 5-8, первую и вторую согласованные СВЧ-нагрузки 9, 10, трехдецибельный НО 11, первую, вторую, третью и четвертую ДС 12-15, фазовращатель 16, вычислительный блок 17. Первая измерительная антенна 3 последовательно соединена с первым НО 5, вторым НО 6 и первой согласованной СВЧ-нагрузкой 9, вторая измерительная антенна 4 последовательно соединена с третьим НО 7, четвертым НО 8 и второй согласованной СВЧ-нагрузкой 10. Вторые входы первого 5 и третьего НО 7 подключены к первому и второму входам трехдецибельного НО 11, первый и второй выходы которого подключены через первую 12 и третью 14 ДС к вычислительному блоку 17. Второй выход второго НО 6 через вторую ДС 13 подключен к вычислительному блоку 17, а второй выход четвертого НО 8 через фазовращатель 16 и четвертую ДС 15 также подключен к вычислительному блоку 17.

Устройство работает следующим образом.

В двух выбранных точках пространства, где устанавливаются измерительные антенны, измеряется разность фаз принимаемых сигналов испытуемой антенны. Для получения фазовой диаграммы значение разности фаз относительно выбранного углового направления определяется как алгебраическая сумма измеренных в этом угле разностей фаз. При этом угловой шаг определяется расстоянием между измерительными антеннами и расстоянием до испытуемой антенны. Для упрощения процедуры измерений разность фаз принимаемых колебаний определяется без применения фазометра по амплитудным значениям сигналов, что возможно для малого углового шага при измерении слабонаправленных антенн. Незначительный угловой шаг измерений позволяет считать амплитуды сигналов, принятых антеннами 3 и 4, равными. Поэтому будем считать, что мощность сигналов P¹₇ (на выходе НО 7) равна мощности сигнала P¹₅ поступающего с выхода НО 5 на вход трехдецибельного НО 11.

Кроме того, мощности сигналов на выходе НО 8 и НО 6 также выбираются равными, т. е. можно записать, что P¹₅ = P¹₆ = P¹₇ = P¹₈. Такой выбор значений мощности обеспечивается подбором переходного затухания ответвителей. На выходах НО 11 образуются следующие сигналы: где величина а величина Δϕ относительный сдвиг фаз между волнами в каналах первой и второй измерительных антенн, обусловленный фазовой ДН испытуемой антенны.

Значения мощностей P"₇ и P"₅ пропорциональны После детектирования СВЧ-сигналов P"₅, в детекторных секциях 12-15 образуются сигналы P₅, P₆, P₇, P₈, по значениям которых в вычислительном блоке 17 рассчитывается разность фаз Δϕ Действительно, В свою очередь значение пропорционально где значение j введено фазовращателем 16 путем сдвига сигнала по фазе на 90^o.

Таким образом, разность фаз Δϕ может быть определена из соотношения: т. е. при оговоренном выше условии равенства амплитудных значений сигналов a^ʹ₅ и a^ʹ₇ в измерительных каналах антенн 3 и 4.

Заявленное устройство может найти применение при измерении фазовых диаграмм слабонаправленных антенн при определении их фазового центра, а также при определении дальности до источника излучения.

Устройство может найти применение как в ближней, так и в дальней зоне испытуемой антенны и не требует фазометра, что позволяет расширить частотный диапазон измерений и повысить оперативность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения фазовой диаграммы слабонаправленной антенны, содержащее генератор, первую и вторую измерительные антенны и вычислительный блок, отличающееся тем, что введены первый, второй, третий и четвертый направленные ответвители, первая и вторая согласованные СВЧ-нагрузки, трехдецибельный направленный ответвитель, первая, вторая, третья и четвертая детекторные секции и фазовращатель, при этом первая измерительная антенна последовательно соединена с первым и вторым направленными ответвителями и первой согласованной СВЧ-нагрузкой, вторая измерительная антенна последовательно соединена с третьим и четвертым направленными ответвителями и второй согласованной СВЧ-нагрузкой, причем вторые входы первого и третьего направленных ответвителей соответственно подключены к первому и второму входам трехдецибельного направленного ответвителя, выходы которого соответственно подключены через первую и третью детекторные секции к вычислительному блоку, второй выход второго направленного ответвителя через вторую детекторную секцию подключен к вычислительному блоку, а второй выход четвертого направленного ответвителя через фазовращатель и четвертую детекторную секцию также подключен к вычислительному блоку.

РИСУНКИ

Рисунок 1