Устройство для антенных измерений

Устройство для антенных измерений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерениям . Цель изобретения - повышение точности измерений. Устр-во содержит , измерительные зонды 2, испытуемую антенну 3, Y-циркуляторы 4, матрицы 5 и 8 Батлера, аттенюаторы .. 6, фазовращатели 7 иГ9, СВЧ-сумматоры 10 и 16, смесители 11, направ. j- ленные ответвители 12, канальный делитель 13, гетеродин 14, и СВЧ-усилители 15. Напряжения на выходах зондов 2 подвергаются прямому и обратному дискретному преобразованию Фурье с помощью матрицы 5, аттенюаторов 6 и фазовращателей 7. Значения диаграммы направленности (ДН) снимаются с выходов rY-циркуляторов 4. Фазировка на бесконечность в направлени вогнутости зондов 2, расположенных эквидистантно на полуокружности, охваты - вающей антенну 3 по радиусу R, осуществляется при помощи матриц 5 и 8, фазовращателей 7 и 9 и сумматоров 10 и 16. Это производится на частоте г-ра 1, сигнал которого излучается тестовой антенной с известной ДН, установленной на место антенны 3 на этапе калибровки установки. 1 ил. (

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 21) 4170286/24-09 (22) 30.12.86 (46) 28.02.89. Бюл. Р 8 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.Н.Воронин и E.Е.Нечаев (53) 621.317.621.386 ° 67(088.8) (56) Радиотехника и электроника, т. 24, 1979, P 12, с. 2381.

Авторское свидетельство СССР

У 1193605, кл. G 01 R 29/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНТЕННЫХ ИЗИЕРЕНЙЙ (57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устр-во содержит г-р. 1, измерительные зонды 2, испытуемую антенну 3, 7-циркуляторы

4, матрицы 5 и 8 Батлера, аттенюаторы..6, фазовращатели 7 и 9, СВЧ-суммаÄÄSUÄÄ 1462212 А1 дп 4 G 01 R 29/10 торы 10 и 16, смесители 11, направ.;ленные ответвители 12, канальный делитель 13, гетеродин 14, и СВЧ-усилители 15, Напряжения на выходах зондов 2 подвергаются прямому и обратному дискретному преобразованию Фурье с помощью матрицы 5, аттенюаторов 6 и фазовращателей 7. Значения диаграммы направленности (ДН) снимаются с выходов,У-циркуляторов 4. Фазировка

»а бесконечность в направлении вогнутости зондов 2, расположенных эквидистантно на полуокружности, охваты вающей антенну 3 по радиусу R осуществляется прп помощи матриц 5 и 8, фазовращателей 7 и 9 и сумматоров 10 и 16. Это производится на частоте

r-ра 1, сигнал которого излучается тестовой антенной с известной ДН, установленной на место антенны 3 на этапе калибровки установки. 1 ил.

1462212

Изобретение относится к радиоизме"- рвниям, к технике измерений характеристик излучения антенн.

Цель изобретения — повышение точ5 ности измерений.

Ба чертеже представлена структурная электрическая блок-схема устройства для антенных измерений.

Устройство для антенных измерений содержит генератор 1, N групп измерительных зондов 2, испытуемую антен ну 3, Y-циркуляторы 4, первую матри-, цу 5 Батлера, аттенюаторы б, фазовра- щатели первой группы 7, N-1 дополни- 15 тельные матрицы 8 Батлера, фаэовращатели 9, N-1 дополнительных групп СВЧсумматоры 10, смесители 11, направленные ответвите)ли 12, И канальный, делитель 13, гетеродин 14, СВЧ-уси- 2О лители 15, первый СВЧ-сумматор 16.

Устройство для антенных измерений в раб от а ет сл едующим о бра зом.

Известно, что оптимальный в среднеквадратическом смысле процесс восстановления диаграмма(ы направленности (д.н) Г испытуемой антенны описывается соотношением

F =«Ы Е(() (21(? — S) fReZ) х

ЗО х (f (8) > (1)

4 где C U, — матрица-строка комплексных сигналов приемных измерительных зондов, )Z матрица-столбец из комплексно-сопряженных ДН приамных измерительных зондов.

Обозначим через матрицу (Г1 произведение матриц (Z j fZ) (1 - S) х х )ReZj . Матрица (Г7 — это квадрат« ная матрица, которая в случае эквидистанжного расположения зондов на кольце является циркулярной и поэтому5О можно представить следующим образом!

ГГ1 = РОГ" )Г Р) (2) где ((Р) и f+) — унитарные матрицы прямого и обратного дискретных преобразований Фурье соответственно, (

fI), равные значениям дискретного преобразования Фурье от элементов ее первой строки (столбца). Собственные значения ()(и — величины . комплексные, поэтому их можно представить следую" щим образом: Йд= /оЯехр()фп) . С учетом (2) выражение (1) запишется в виде ("„ ")7 =(47 v())Р.7Г) 7. х (й".() «Щ . (3)

2Ttn

Обозначим через (PÄ =Я ff*()>, 1 где )5)) = /Ьпlахр(iV)() . Тогда л ()

/ ï/ехР(1 Рп), где (Лп) = (((и) (Рп) в

P< = фп + ф„ . Соотношение (3) реализуется следующим образом: напряжения

CUJ на выходах приемных измерительных зондов 2 подвергаются дискретному преобразованин1 Фурье (Р) с помощью матрицы Батлара (Бласса) (многополюсник 5), умножаются на матрицу )o(j которая является диагональной, что осуществляется при помощи аттенюаторов 6 и фазовращателей, выполненных в виде. постоянных отрезков линий передачи разной длины, соединяющих аттенюаторы 6 и фазовращатели 7. При

I этом аттенюаторы 6 и указанные фазовращатели нри прямом прохождении сигнала СВЧ Йп() осуществляют его умножение на величину (йп)/2 по модулю и на величину гп/2 - по фазе, Для частоты Х, = f — f(-, на которой npol водится обрабогка СВЧ сигнала, где

f — СВЧ частота генератора 1, а Е(- — .

СВЧ гетеродина 14, близкая к Е, фазовращатели 7 являются запредельными устройства, т.е. представляют собой короткозамыкатели, поэтому дополнительное умножение измеренных СВЧ сигналов на величину (Лп)/ и внесение дополнительного сдвига фаз {)п/ 2 осуществляется при обратном прохождении электромагнитной волны через фазовращатели, выполненные в виде постоянных отрезков линий передачи разной длины, и аттенюаторы 6. Обратное дискретное преобразование Фурье (Р) осуществляется также с помощью многополюсника 5. В качестве схем 5 служат матрицы Батлера (или Бласса), выполненные либо на 3 децибельных мостах и фиксированных фазовращателях, либо на связанных линиях. Значения ДН оп

CF() снимаются с выходов Y-циркуN ляторов 4 в реальном масштабе времени.

1462212

Следует отметить, что фазировка на бесконечность в направлении вогнутости и-й группы измерительных зондов, расположенных эквидистантно на полуокружности, охватывающей испытуемую антенну по радиусу R, осуществляется при помощи дополнительных матриц Батлера, фазовращателей 9, СВЧ сумматора 10 и первых матрицы Батлера 5, фазовращателей- 7, СВЧ -сумматора 16 на частоте f генератора 1, сигнал которого излучается тестовой антенной с известной ДН, установленной на место испытуемой антенны 3 на этапе калибровки установки, При этом СВЧ усилители 16 компенсируют затухание (/ $/2,>

Для фильтрации сигнала fop

f — Йг, поступающего на первую матрицу Батлера 5 через направленные ответвители 12, целесообразно применять СВЧ полосовые фильтры в каждом канале на выходе смесителей 11, при этом сигнал СВЧ Е делится N-канальным делителем 13 на И каналов (групп) и подается на первый вход смесителя

11 каждого канала (группы измеритель- ных зондов), Следует отметить, что реакция измерительных зондов на амплитудно-фазовое распределение поля испытуемой антенны может быть учтена следующим образом. Предварительно обесточивают испытуемую антенну, нагружают ее на согласованную СВЧ нагрузку и измеря10

ЗО

55 ют матрицы (2„), f S 1 в присутствии обесточенной испытуемой антенны. В алгоритме (1) восстановления ДН используют вместо (Ек) и (Б) матрицы

l z ) и ts 1.

Формула иэ обретения

Устройство для антенных измерений, содержащее генератор, N измерительных зондов. первой группы,эквидистантно размещенньж на кольце радиуса R, охватывающем испытуемую антенну, NY-циркуляторов, соединенных по входу каждый со своим измерительным зондом, первую матрицу Батлера с N входами и N выходами, N аттенюато-. ров и N фаэовращателей первой группы, причем и-й вьжод первой матрицы Батлвра (и = 1, 2... N) соединен с п-м фазовращателем первой группы (и =

1, 2... N) через п-й аттенюатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в устройство введены И вЂ” 1 дополнительньж матриц Батлера, N СВЧ-сумматоров, N смесителей, N-канальный делитель мощности, гетеродин, N-1 дополнительных групп фазовращателей по N штук в каждой дополнительной группе, N-1 дополнительных групп измерительных зондов по N измерительных зондов в каждой дополнительной группе, размещенных эквидистантно на кольце радиуса R N направленных ответвителей и N СВЧ-усилителей, при этом каждый из N измерительных зондов в и-й дополнительной группе (n = — 1,. 2. .. N) присоединен к своему входу в п-й дополнительной матрице

Батлера (и = 1, 2.(N-1)), К-й выход (К = 1, 2, ..., N) n-й дополнительной матрицы Батлера через свой К-й фазовращатель из и-й дополнительной группы фазовращателей присоединен к входу и-го СВЧ-сумматора, (п = 2, 3, ..., N) выход которого присоединен к первому входу и-го смесителя, (п = 2, 3, ..., N) к второму входу которого присоединен п-й выход (n =

= 2, 3, ..., N) N êàíàëüíîãî делителя мощности., выход n-ro смесителя (п = 2, 3, ., N) присоединен к второму входу п-го (n = 2, 3, ..., N) направленного ответвителя, к первому входу которого присоединен первый выход и-го Y-циркулятора, (n = 2, 3... N) n n n-ro направленного от1462212

Составитель В.Рабинович

Техред И.Дидык Корректор В.Гирняк

Редактор А.Долинич

Заказ бб8/42 Тираж 711 Подписное

ВНИИА Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ветвителя (и =- 2, 3, ..., N) присоединен H n-му входу первой матрицы

Батлера (и = 2, 3, N), и-й фазовращатель первой группы по выходу присоединен к входу п-го СВЧ-усилителя, выход которого присоединен к входу первого СВЧ-сумматора, выход первого СВЧ-сумматора присоединен к первому входу первого смесителя, к второму входу которого присоединен первый выход N-канального делителя мощности, выход первого смесителя присоединен к второму входу первого направленного ответвителя, к первому входу которого присоединен первый вход первого Y-циркулятора, выход первого направленного ответвителя присоединен к первому входу первой матрицы Батлера, выход гетеродина присоединен к входу N-канального делителя, второй выход и-ro Y-циркулятора является входом для регистрации значения диаграммы направленности в п-й точке.