Устройство для измерения диаграммы направленности антенны

Устройство для измерения диаграммы направленности антенны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ, содержещее СВЧ-генератор, выход которого соединен с вспомогательной антенной, а модулирующий вход подключен к выходу модулятора, поворотный стенд для размещения исследуемой антенны, а также управляемый аттенюатор, СВЧ-детектор, к выходу которого подсоединен усилитель, блок регистрации, блок сравнения и источник опорного сигнала, выход которого подключен к опорному входу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне частот, в него введены коммутатор, один вход которого является входом для подключения исследуемой, антенны, к другому входу подсоединен введеный калибровочный генератор, а вькод соединен с входом управляемого аттенюатора, между выходом которого и входом СВЧ-детектора включен СВЧ-усилитель, меяиу выходом усилителя и управляющим входом управляемого аттенюатора последовательно включены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и цифроаналоговый преобразователь, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока сравнения, выход которого соединен с управляюцим входом формирователя кодов и входом записи блока памяти, блок сравнения состоит из последовательно соединенных первого счетчика, вход которого является входом опорного сигнала блока сравнения, и эле«Л мента сравнения, второй вход которого является входом блока сравнения , а его выход-выходом блока сравнения , а формирователь кода состоит из последовательно соединенных генератора счетных импульсов и второго счетчика, обнуляющий вход которого является управляющим входом формироО5 . вателя кодрв, а выход соединен с упСО равляюищм входом цифро-аналогового го преобразователя, при этом вход гене00 ратора счетных импульсов подключен к выходу источника опорного сигнала , который выполнен в виде генератора импульсов, а инверсный выход цифро-аналогового преобразователя соединен с вторым входом блока памяти . .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1S»+ G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3264577/24-09 (22) 26.03.81 (46) 23.06.85. Бюл. 9 23 (72) Н.Д.Горючкин, Ю.А.Зайцев, В.А.Мусияченко и В.И.Резник (53) 621.317:621.396.67(088.8)

:(56) 1. Патент Японии Ф 43-27057, кл. С 01 R 21/10, 98 (3) 3 опублик.

1968.

2. Миклашевская А.В. Автоматические измерители в диапазоне СВЧ. — М.:

Связь, 1972, с. 56. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ, содержещее СВЧ-генератор, выход которогосоединен с вспомогательной антенной, а модулирующий вход подключен к выходу модулятора, поворотный стенд для размещения исследуемой антенны, а также управляемый аттенюатор, СВЧ-детектор, к выходу которого подсоединен усилитель, блок регистрации, блок сравнения и источник опорного сигнала, выход которого подключен к опорному входу блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне частот, в него введены коммутатор, один вход которого является входом для подключения исследуемой. антенны,к другому входу подсоединен введеный калибровочный генератор, а выход соединен с входом управляемого аттенюатора, между выхо„„Я0„„.11632 84 А дом которого и входом СВЧ-детектора включен СВЧ-усилитель, между выходом усилителя и управляющим входом управляемого аттенюатора последовательно включены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и циф роаналоговый преобразователь, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом формирователя кодов и входом записи блока памяти, блок сравнения состоит из последовательно соединенных первого счетчика, вход которого является входом опорного сигнала блока сравнения, и элемента сравнения, второй вход которого является входом блока сравнения, а его выход-выходом блока сравнения, а формирователь кода состоит из последовательно соединенных генератора счетных импульсов и второго счетчика, обнуляющий вход которого является управляющим входом формирователя кодов, а выход соединен с управляюшим входом цифро-аналогового преобразователя, при этом вход генератора счетных импульсов подключен (,ф к выходу источника опорного сиг- >фью нала, который выполнен в виде генератора импульсов, а инверсный выход цифро-аналогового. преобразователя соединен с вторым входом блока памяти.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для отработки антенных устройств.

Известно устройство, содержащее измерительную антенну, подключенную к смесителю, гетеродинный вход которого соединен с местным генератором, а также эталонный генератор, калибровочный генератор и регистрирующий блок. С помощью местного гетеродииа сигналы от эталонного генератора и измерительной антенны преобразуются в электромагнитные колебания промежуточной частоты, которые поступают на калибровочный аттенюатор и затем в регистрирующий блок 11j, Недостатком устройства является нелинейность из-за частотных зависимостей смесителя и аттенюатора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения диаграммы направленности антенны, содержащее СВЧ-генератор, выход которого соединен с вспомогательной антенной, а модулирующий вход подключен к выходу модулятора, поворотный стенд для размещения исследуемой антенны; а также управляемый аттенюатор, СВЧ-детектор, к выходу которого подсоединен усилитель, блок регистрации, блок сравнения и источник опорного сигнала, выход которого подключен к опорному входу блока сравнения (2J.

Однако известное устройство для измерения диаграммы направленности антенны не обеспечивает высокую точность измерений в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение точности измерений в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения диаграммы направленности антенны, содержащее СВЧ-генератор, выход которого соединен с вспомогательной антенной, а модулирующий вход подключен к выходу модулятора, поворотный стенд размещения исследуемой антенны, а также управляемый аттенюатор, СВЧ-детектор, к выходу которого подсоединен усилитель, блок регистрации, блок сравнения и источник опорного сигнала, выход которого подключен, к опорному входу блока сравнения, введен коммутатор, 10

S5

55 один вход которого является входом

/ для подключения исследуемой антенны, к другому входу подсоединен введенный калибровочный генератор,а выход соединен с входом управляемого аттенюатора, между выходом которого и входом

СВЧ-детектора включен СВЧ-усилитель, между выходом усилителя и управляющим входом управляемого аттенюатора последовательно включены аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и цифроаналоговый преобразователь, вью од аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока сравнения, выход которого соединен с управляющим входом формирователя кодов и входом записи блока памяти, блок сравнения состоит из последовательно соединенных первого счетчика, вход которого является входом опорного сигнала блока сравнения, и элемента сравнения, второй вход которого является входом блока сравнения, а его выход-выходом блока сравнения, а формирователь кода состоит из последовательно соединенных генератора счетных импульсов и второго счетчика, обнуляющий вход которого является управляющим входом формирователя кодов, а выход соединен с управляющим входом цифроаналогового преобразователя, при этом вход генератора счетных импульсов подключен к выходу источника опорного сигнала, который выполнен в виде генератора импульсов, а инверСный выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом блока памяти.

На чертеже приведена структурная элеткрическая схема устройства для измерения диаграммы направленности антенны.

Устройство для измерения диаграммы направленности антенны содержит

СВЧ-генератор 1, выход которого соединен с вспомогательной антенной 2, а модулирующий вход подключен к

Выходу модулятора 3> IIoBopoTHbtA стенд 4 для размещения исследуемой антенны 5, а также управляемый аттенюатор 6, СВЧ-детектор 7, к выходу которого подсоединен усилитель 8, блок 9 регистрации, блок 10 сравнения и источник опорного сигнала, выход которого подключен к опорному входу блока 10 сравнения,коммутатор

11,,один вход которого является вхо1163284 дом для подключения исследуемой антенны 5, к другому входу подсоединен

1 калибровочный генератор 12, а выход через аттенюатор 13 соединен с вхоуправляемого аттенюатора 6, между выходом котарога и входом

СВЧ-детектора ? включен СВЧ-усилитель 14, между выходом усилителя 8 и управляющим входам управляемого аттенюатора б последовательно включены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) t5, блок 16 памяти и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, выход аналого-цифрового преобразователя АЦП 15 подключен к входу блока 10 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом формирователя 18 кодов и входом записи блока 16 памяти, блок 10 сравнения состоит из последовательно соеди- 20 ненных первого счетчика 19,вход которого является входом опорного сигнала блока 10 сравнения, и элемента 20 сравнения, второй вход которого является входом блока 10 сравнения, а его выход-выходом блока t0 сравнения, а формирователь 18 кода состоит из последовательно соединенных генератора 21 счетных импульсов и второго счетчика 22, обнуля- 30 ющий вход которого является управляющим входом формирователя 18 кодов, а выход соединен с управляющим входом ЦАП !7, при этом вход генератора 21 счетных импульсов подключен З5 к выходу источника опорного сигнала, который выполнен в виде генератора 23 импульсов.

Устройство для измерения диаграммы направленности антенны работает следующим образом.

Перец началом измерений производится калибровка установки с помощью калибровочного генератора 12, причем параметры калибровочного сиг- у5 нала устанавливаются близкими к параметрам исследуемого сигнала, поступающего на исследуемую антенну 5 от вспомогательной антенны 2, питаемой СВЧ-генератором 1, который мо- 50 дулируется сигналом от модулятора 3.

Генератор импульсов устанавливается в режим генерации единичных импульсов. Высокочастотный сигнал с выхода калибровочного генератора

i2 через коммутатор 11, аттенюатор

i3, управляемый аттенюатор 6, СВЧусилитель 14 поступает на СВЧ-детектор 7. Сигнал с выхода СВЧ-детектора

7 „ 8 и поступает на блок 9 регистрации и АЦП 15.

Вырабатываемый АЦП 15 код управляет выбором ячейки памяти блока 16 памяти, причем номер выбранной ячей-, ки линейно зависит от напряжения на входе АЦП 15. Аттен.аатарам калибровочного генератора 12 устанавливают вручную минимальное затухание СВЧ сигнала и подают единичный импульс от генератора 23 импульсов на счетчик 19 блока 10 сравнения и на генератор 21 счетных импульсов формирователя 18 кода, С приходом единичного импульса на формирователь 18 кода ат генератора 23 импульсов на счетчик 22 импульсов начинают поступать счетные импульсы, меняющие код на выходе формирователя 18 кода. Соответственно на выходе ЦАП 17 возникает линейно возрастающее напряжение, поступающее на управляемый вход управляемого аттенюатара 6 и управляющее его затуханием.

Это напряжение растет до тех пар, пока на выходе АЦП 15 не установится код, который поступает на элемент 20 сравнения блока 10 сравнения и выбирает ячейку памяти блока 16 памяти, совпадающий с кодом на выходе счетчика 19 блока 10 сравнения.

При э-ом на выходе блока 10 сравнения возникает импульс, поступакхций на записывающий вход блока 16 памяти и на абнуляющий вход счетчика 22 импульсов формирователя 18 кода. При этом в открытую кодом с АЦП 15 ячейку памяти блока 16 памяти записывается код са входа ЦАП 17 и далее происходит обнуление этого кода и, соответственна, обнуление напряжения на выходе ЦАП 1?.

После этого аттенюаторам -калибровочного генератора 12 устанавливается большее затухание СВЧ-сигнала (на 1дБ ) и нажимается кнопка подачи единичнага импульса от генератора 23 импульсов цикл возрастания напряжения на выходе ЦАП 17, сравнения када на выходе АЦП 15 с новым кадом на выходе счетчика 19 блока 10 сравнения, записи кода са входа ЦАП

17 в блок 16 памяти и обнуления кода на входе ЦАП 17 повторяется, при этом соответствующий большему затуханию кад записывается в соседнюю ячейку блока 16 памяти. Таким абраСоставитель В.Ежов

Редактор Н.Гунько Техред С.Мигунова Корректор М.Леонтюк

Заказ 5057 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал. ППП "Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зом проиаводят калибровку устройства во всем динамическом диапазоне входных сигналов (80 дБ ) на данной частоте.

После окончания калибровки калиб- g ровочный генератор 12 с помощью ком- мутатора 11 отключается от аттенюатора 13, включаются модулятор 3 и

СВЧ-генератор 1, блок 16 памяти переводится в режим считывания и от tQ генератора 23 импульсов на вход блока 16 памяти автоматически поступают импульсы выборки кода, при этом блок 10 сравнения и формирователь кода отключаются. 15

Каждым импульсом выборки кода кодом с АЦП 15 открывается ячейка блока 16 памяти и из нее на ЦАП 17 поступает записанный при калибровке код, в результате которого изменя- 2п ющееся напряжение на выходе ЦАП 17 управляет затуханием управляемого аттенюатора 6 и, соответственно, ослаблением СВЧ-сигнала,при этом на выходе АЦП 15 код изменится, откро-. ется следующая ячейка памяти блока 16 и поступит на ЦАП 17 и так да.лее.

При измерении диаграммы направленности на другой частоте СВЧ-сигнала калибровку производят заново, 284 6 установив перед этим частоту сигнала калибровочного генератора 12, равной частоте СВЧ-генератора 1 вспомогательной антенны 2.

Неточность измерения диаграммы направленности, возникающая из-за изменения коэффициента передачи аттенюатора 13, СВЧ-усилители 14

СВЧ-детектора 7 и усилителя 8 их разных частотах и при разных уровнях входных сигналов устраняется с помощью калибровки устройства во всем динамическом диапазоне на разных частотах СВЧ-сигнала благодаря тому, что при калибровке в блок 16 памяти записываются такие коды с входа ЦАП 17, при которых напряжение на выходе усилителя 8 будет линейно-пропорционально логарифму мощности калибровочного генератора 12, а при измерении диаграммы направленности на блок 16 памяти эти коды считываются в соответствии с измеряемым сигналом диаграммы направленности исследуемой антенны 5 и подаются на ЦАП 17, управляющий затуханием управляемого аттенюатора 6, Изобретение позволяет повысить точность измерения диаграммы направления до 0,5 дБ в широком диапазоне частот.