Способ измерения коэффициента усиления антенны радиолокационной станции
Патент 1374151
Авторы
Классы МПК
Способ измерения коэффициента усиления антенны радиолокационной станции
Иллюстрации
Реферат
Изобретение обеспечивает повышение точности измерений козф. усиления антенны приемопередающей РЛС. Устр-во, реализующее способ, содержит приемопередатчик 1, измерительную антенну (ИА) 2, Y-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5, эталонную антенну (ЭА) 6. Способ заключается в том, что сигналом радиопередатчика 1 с помощью ИА 2 облучают пространственно-распределенную цель 7. Отраженный от цели 7 сигнал принимается ИА 2 и ЭА 6. Затем осуществляется сравнение принятых сигналов . Сначала измеряется мощность сигнала, принятого ЗА 6 и прошедщего через СВЧ-переключатель 5 и Y-циркулятор 3. Затем измеряется мощность сигнала, принятого ИА 2 и прошедшего через Y-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5 и опять Y-циркулятор 3. Введением ослабления в аттенюаторе 4 добиваются равенства мощностей, принятых ИА 2 и ЭА 6. По отношению принятых ИА 2 и ЭА 6 сигналов, фиксируемому аттенюатором 4, определяется коэф. усиления ИА 2. 1 ил. i КЛ со 4 сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИН
„„SU„„1374151 А 1 (51 ) 4 G 01 R 29/10
Ф3
1 3, f
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3995695/24-09 (22) 17.12.85 (46) 15.02.88. Бюл. У 6 (71) Центральная аэрологическая обсерватория Госкомгидромета (72) В.А.Канаков (53) 621.317:621.396.67(088.8) (56) Тишер Ф. Техника измерения на
СВЧ/Пер. с нем. М.: ГИФМЛ, 1963, с. 3.16-317.
Авторское свидетельство СССР
У 131799, кл. G 01 R 29/10, 1971. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
УСИЛЕНИЯ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ
СТАНЦИИ (57) Изобретение обеспечивает повышение точности измерений коэф. усиления антенны приемопередающей РЛС.
Устр"во, реализующее способ, содержит приемопередатчик 1, измерительную антенну (ИА) 2, Y-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5, эталонную антенну (ЭА) 6. Способ заключается в том, что сигналом радиопередатчика 1 с помощью ИА 2 облучают пространственно-распределенную цель 7. Отраженный от цели 7 сигнал принимается ИА 2 и ЭА 6. Затем осуществляется сравнение принятых сигналов. Сначала измеряется мощность сигнала, принятого ЭА 6 и прошедшего через СВЧ-переключатель 5 и Y-циркулятор 3. Затем измеряется мощность сигнала, принятого ИА 2 и прошедшего через Y-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5 и опять
Y-циркулятор 3. Введением ослабления в аттенюаторе 4 добиваются равенства мощностей, принятых ИА 2 и
ЭА 6. По отношению принятых ИА 2 и
ЭА 6 сигналов, фиксируемому аттенюатором 4, определяется коэф. усиления ИА 2. 1 ил.
1374151
P"=P;G„-7F (c /2)qL"Lg(1/(4т ) В ) I f (Â ср)К (В)авац
F;(B)=I+ p -2ycos(4Tih рО/3 ), 1 где Р„
Ч У Г
G с Я/2
R g(0p)—
I", (В)Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано в радиолокационной технике.
Целью изобретения является повы5 шение точности измерений коэффициента усиления антенны приемопередающей радиолокационной станции (РЛС), На чертеже представлена структурная электрическая блок-схема устройства, реализующего способ измерения коэффициента усиления антенны РЛС.
Устройство для измерения коэффициента усиления антенны РЛС содержит приемопередатчик 1, измерительную антенну (ИА) 2, У-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5, эталонную антенну (ЭА) 6, пространственнораспределенную цель 7.
Устройство для измерения коэффи- ., циента усиления антенны РЛС работает следующим образом.
Сигнал передатчика РЛС, работающего в импульсном режиме, через циркулятор 3 подается на ИА РЛС 2, излучается в свободное пространство и, отражаясь от цели 7, облучает ИА 2 и
ЭА 6. Сначала СВЧ-переключатель 5 подключает к четвертому плечу циркулятора 3 эталонную антенну 6, и принимаемый ею сигнал через СВЧ-переключатель 5 и циркулятор 3 поступает на вход приемника РЛС, где измеряет- 35 ся его мощность. Затем СВЧ-переключатель 5 подключает к четвертому плечу циркулятора 3 его третье плечо и сигнал, принимаемый ИА 2, через циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключа- 4О тель 5 и снова циркулятор 3 поступает на вход приемника РЛС. Введением ослабления в аттенюаторе 4 можно добиться равенства мощностей, поступающих на вход приемника с антенн 2 и 45
6. При этом показание аттенюатора 4 импульсная мощность передатчика РЛС;
КУ ИА; пространственная протяженность зондирующего импульса; удельная площадь обратного рассеяния ПРИЦ; дают отношение мощностей, принимаемых антеннами 2 и 6.
Способ измерения коэффициента усиления (КУ) антенны PJIC основан на сравнении мощности сигналов, иэлученных передатчиком РЛС, рассеянных пространственно распределенной множественной целью (ПРМЦ) и принимаемых поочередно измерительной антенной (ИА) и эталонной антенной (ЭА) с известным КУ. В качестве ПРИЦ могут быть использованы как естественные образования, например осадки для РЛС сантиметрового диапазона, так и облака металлизированных диполей и лент.
Дпя обеспечения идентичности рассеивающей сигнал цели.для ИА и ЭА на передачу всегда работает ИА. При этом многолучевость распространения радиоволн не оказывает влияния на точность измерений, так как для различных частей ПРМЦ интерференционный множитель трассы распространения радиоволн многократно принимает все возможные значения, а мощность, принимаемая антеннами, определяется всей областью цели, попадающей в главный максимум диаграммы направленности ИА, Споcoá измерения коэффициента усиления антенны РЛС состоит в следующем.
К приемнику и передатчику РЛС подключается ИА 2, и с помощью РЛС, работающей в штатном режиме, осуществляется поиск ПРМЦ 7 в рабочем сек" торе углов ЭА 6. Затем к приемнику
РЛС подключается ЭА 6 так, что ИА 2 продолжает работать на передачу, измеряется мощность сигнала РЛС, отраженного обнаруженной целью и принятого ЭА 6. После этого к приемнику
РЛС подключается ИА 2 и измеряется отношение мощностей сигналов РЛС, принимаемых на ИА 2 и ЭА 6. При этом мощность сигнала, принимаемого ИА 2, равна потери в тракте РЛС при ра" боте на ИА; потери на трассе; расстояние до цели; диаграмма направленности ИА; интерференционный множитель трассы распространения;
1374151 р — коэффициент отражения от подстилающей поверхности;
h — высота ИА над подстилающей и поверхностью;
e,=р е,e,р(с /z)qr L (I/(íÃр ) J р.„(е,/)р (е)р,(e,u)z,(e)@eau, !
F (0) — интерференционный множитель трассы распространения;
h — высота ЭА 6 над подстилающей поверхностью.
Отношение принимаемых мощностей
15 Равно р /р =(a,,jz „(e,v)F „-(e)àeeu)/е,),(р (е,u).
FÄ- (6 1 (g,(1))F-(g4e<4
Если диаграмма направленности ЭА
6 несколько раз шире диаграммы ИА 2, можно положить r,(e, V) "- 1 в области пространства, где Г (с), Ч) отличается и от нуля с требуемой точностью. Так как f (8, y) 0, то по теореме о сред(F (g) )6)I1(g <)yegg/G 1, (F»(g)F (g) ) ) f (g, q)cLgdV, )(Д И й
30 где )означает усреднение по О.
При малых углах места ИА 2 и ЭА 6 (F„-)(6)) =(1+4р +p+) при 4и1) 8 /л ))11 и О,i (Рй-(0)Р-(e)) -(1+4ð +р ) прй 4)1h„-8,,/))е 1;
4МЬ 0-, /A >) 1, 4)) (h -,)8,/=0, где 6 — — ширина диаграммы направлен0,1 ности ИА по уровню 0,1 от- 40 носительно максимума.
Тогда
G =G-,K(L-/Ьй)(P„-/P-,), (2) где K= St „- (e, () аЕ а(1/ I t „(e, д) йв щ .
Значение коэффициента К в формуле (2 ) может быть вычислено по форме диаграммы направленности ИА. Так, при аппроксимации t-(8,(I)) гауссовой кривой до уровня О.I oTHQCHT bHo макси- 50 мума К=1,902, приемника с антенн 2 и 6. При этом показания аттенюатора
4 дают отношение мощностей, принимаемых антеннами 2 и 6, Способ измерения КУ антенны PK
-55 позволяет повысить точность измерений
КУ антенн РЛС на реальной позиции.
Повышение точности измерений достигается эа счет того, что измеряется где F =1+ р -2pcos (4%11,6(/()
G — КУ ЭА 6;
1,» — потери в тракте РЛС при работе на ЭА 6 > (8, V)- диаграмма направленности
ЭА 6;
Л вЂ” рабочая длина волны РЛС.
Мощность сигнала, принимаемого
ЭА 6, равна нем выражения F (g ) и F (g)F „-(0) под
Й знаком интеграла можно заменить их средними значениями в области 8, где
f„-(8, ц) отличается от нуля с требуемой точностью. Тогда выражение 1
2тринимает вид мощность радиолокационного сигнала, отраженного от ПРМЦ. При этом на точность измерений не оказывает влияния интерференция прямых и отраженных от подстилающей поверхности лучей, так как при рассеивании радиоволн от
ПРМЦ происходит пространственное усреднение интерференционного множителя трассы распространения радиоволн по облучаемому объему цели.
Формула изобретения
Способ измерения коэффициента усиления антенны радиолокационной станции, заключающийся в облучении электромагнитной волной пространственно распределенной цели, расположенной в дальней зоне измерительной антенны радиолокационной станции (РЛС), приеме отраженного от пространственно распределенной цели сигнала антенной
РЛС и эталонной антенной с известным коэффициентом усиления, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента усиления антенны приемопередающей РЛС, облучение пространственно распределенной цели осуществляют измерительной антенной РЛС, прием этаСоставитель В.Рабинович
Редактор Н.Швыдкая ТехредЛ.Сердюкова Корректор С. Черни
Заказ 570/41
Тираж 772 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4
5 1374151 6 лонной антенной сигнала, отраженно- пределенной цели измерительной антенго от пространственно распределенной ной РЛС, а коэффициент усиления изцели, осуществляют при максимуме при- мерительной антенны определяют по отнятого отраженного сигнала измери- ношению сигналов, принятых эталонной тельной антенной РЛС путем изменения антенной и измерительной антенной
5 угла облучения пространственно рас- РЛС.