Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве фазированной антенной решетки

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение точности измерений, Устр-во содержит рпору состоящую цз двух неподвижных горизонтальных балок 1 и подвижной вертикальной балки 2, каретку 3, привод 4, блок 5 управления, измерительный зонд 6, вентиль 7, СВЧ-фазовращатель 8, СБЧ-сумматор 9, квадратичньй детектор 10, УПЧ 11, синхронные детекторы 12 и 22, фильтры 13 и 23 нижних частот, АЦП 14 и 24, г-р 15 НЧ прямоугольных импульсов, делитель 16 частоты на два, фазовращатель 19, г-р СВЧ 20, направленный ответвитель 21, Вновь введены управляемый НЧ-фазовращатель 17, усилитель-ограничитель 18, лазерньй передатчик 25, фотоприемник 26, блок 27 коррекции, АЦП 28, 1 ил. б (Л 1 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 G 01 R 29 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885432/24-09 (22) 17.04.85 (46) 07.08.87. Вюл. № 29 (72) А.F..Родин и Г.Г.Новогран (53) 621.317.621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 859965, кл. С 01 R 29/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1193604, кл. G 01 R 29/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ В

РАСКРЫВЕ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение точности измерений. Устр-во содержит опору состоящую из двух неподвижных горизонтальных балок 1 и подвижной вертикальной балки 2, каретку 3, привод 4, блок 5 управления, измерительный зонд 6, вентиль 7, СВЧ-фазовращатель 8, СВЧ-сумматор 9, квадратичный детектор 10, УПЧ 11, синхронные детекторы 12 и 22, фильтры 13 и 23 нижних частот, АЦП 14 и 24, r-p 15 НЧ прямоугольных импульсов, делитель 16 частоты на два, фазовращатель 19, г-р СВЧ 20, направленный ответвитель

21. Вновь введены управляемый НЧ-фазовращатель 1?, усилитель-ограничитель 18, лазерный передатчик 25, фотоприемник 26, блок 27 коррекции, АЦП 28. 1 ил.

1328771

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике антенных измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплитудно-фазового распределения (АФР) поля в раскрыве фазированной антенной решетки (ФАР).

Устройство для измерения АФР поля в раскрыве ФАР содержит опору, состоящую из двух неподвижных горизонтальных балок 1 и подвижной вертикальной балки 2, каретку 3, привод 4, блок 5 управления, измерительный зонд 6, вентиль 7, СВЧ-фазовращатель 8, СВЧсумматор 9, квадратичный детектор 10, усилитель 11 промежуточной частоты (УПЧ), первый синхронный детектор 12, первый фильтр 13 нижних частот (ФНЧ), первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, генератор 15 низкочастотных (НЧ) прямоугольных импульсов, делитель 16 частоты на два, управляемый низкочастотный (НЧ) фазовращатель 17, усилитель-ограничитель 18, фазовращатель 19; СВЧ-генератор 20, направленный ответвитель 21, второй синхронный детектор 22, второй ФНЧ 23, второй АЦП 24, лазерный передатчик

25, фотоприемник 26, блок 27 f

ФАР 29, <

Устройство для измерения АФР поля в раскрыве ФАР работает следующим образом.

Измерительный зонд 6 перемещается в плоскости измерения параметров ФАР

29 по программе, формируемой в блоке

5 управления. Команды подаются на привод 4, приводящий в движение каретку 3 по балкам 1 и 2. Формируемая передатчиком оптическая плоскость располагается в пространстве параллельно апертуре ФАР 29.

Возникающие при движении колебания зонда 6 относительно опорной плоскости фиксируются фотоприемником 26, преобразуются в блоке 27 коррекции в .электрический сигнал, который в АЦП

28 формирует код управления НЧ фазовращателем 17. При этом в НЧ фазовращателе 17 происходит корректировка фазы сигнала генератора 15, поданного в НЧ фазовращатель через делитель 16,,на величину, пропорциональную величине отклонения зонда от нулевого по10 излучения.

Сигнал на выходе генератора 15 и на выходе делителя 16 соответственно пропорционален cos 2Qt и cosset, Сигнал на выходе СВЧ-фазовращателя . 10 8 имеет вид

4".1

a(t)=K„cos(u,t+y„+9 — —.sin i .Ю +

< "-<,3,5...

° ()

+8 л,О â€”,sin i29t), (3)

4 1

2!< =1,3,5„ <, I< I< где 8 =- 6 =-.

2 4

2Я/2< = !-<,/2к — частота генератора 15.

Сигнал на выходе СВЧ-сумматора 9 соответствует выражению

4 : 1

45 а(с)=К соя(<< t++ + 8 —.si» t+ х о х < 1, с

< =<5,5

4 -1

+ 6 тsin i2Mt)+<.os U,t. (4)

1 - <,д 5., На выходе квадратичного детектора

10 выделяется сигнал вида

La(t) =К cos(Y + 6 вЂ,,тsin iRt+

4 1 к к

i= <,к,5,„

+ 9 - —.s in i29t) +1+К (5)

4. 1

55 <, <к, На выходе УПЧ 11, с учетом селек тивных свойств, сигнал ойисывается выражением ложения, определяемого по опорной оптической плоскости.

Сигнал на выходе СВЧ-генератора

20 представим в виде

А cos !1,t, (1) где !1,/2<< — несущая частота генератора;

A Π— амплитуда сигнала, принимаемая равной 1.

Сигнал на выходе измерительного зонда 6 описывается выражением

К „c o s (<1, t+ <<"„), (2) где К„,к к — коэффициенты, хаРактеРи15 зующие измеренные амплитуду и фазовый сдвиг в данной точке поля.

При этом Х о+ 4 где «-, — действительное значение фазы поля в данной точке; Ч вЂ” погрешность, вносимая колебаниями зонда в плоскости

3 13287 (2 4 К (cos Ч cosQt+sin М sinQt)=

Х ь х

=-- =K cos(-Яс) = — -кК cos(t-(g ).(6) 24 2 4

К к к 2 h x х

На сигнальные входы синхронных детекторов 12 и 22 подается сигнал вида

- -K„cos P t- Ч„) .

2 Г2 (7)

Так как на сигнальный вход НЧ фа- 10 зовращателя 17 подается сигнал от делителя 16 (cosset), а на управляющий вход сигнал на установку величины

+ дЧ с выхода АЦП 28, то сигнал на выходе НЧ фазовращателя 17 равен 15

cos(52t-(М2+ д Р)) .

Сигнал, пропорциональный +дЧ формируется в блоке 27 и соответствует отклонению измерительного зонда от опорной оптической плоскости, выраженному в угловых градусах для конкретной частоты, задаваемой СВЧ-гене- . ратором 20, где .М вЂ” начальная фаза фазовращателя 17.

Усилитель-ограничитель 18 уменьшает паразитную модуляцию амплитуды сигнала, возникающую на выходе НЧ фазовращателя 17 при корректировке фазы на его входе.

На гетеродинный вход синхронного детектора 22 подается сигнал соя(&в

-(ц + д g )1, а на одноименный Вход детектора 12 — сигнал с выхода фазовращателя 19, сдвигающего сигнал на 90, 35

sin(2 t-(4 - д )) .

Отсюда, с учетом выражения 7, на выходе синхронного детектора 22 сигнал описывается выражением

1Г2 — к„соя(Ро†- (сЬ ьььь)соя(ьсс-(сЬ ь ьяь ) =

= — к„соя(По-(<. tьЬ)+яс-(4, -ья))+

+соя(Я с-(4 . ь ьсЬ )-ььс+(ьЬь- a )) = — К (соя(2ььс- F;)aaоя(СЬ - p,)), (8) где Ч;=Чо+ +2

На выходе ФНЧ 23 сигнал пропорцио-50 2 нален К„соз (Ч ьо) . Соответственно < х на выходе ФНЧ 13 пропорционален (Ò вЂ” К san(g -Ч,) .

Отсюда видно, что в конечном сигнале отсутствует составляющая hV, вызванная механическими колебаниями измерительного зонда 6.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве фазированной антенной решетки, содержащее опору, на которой установлена каретка с измерительным зондом, к выходу которого подсоединены последовательно соединенные вентиль, СВЧфазовращатель, СВЧ-сумматор, квадратичный детектор, усилитель промежуточной частоты, первый синхронный детектор, первый фильтр нижней частоты и первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), последовательно соединенные генератор. низкочастотных прямоугольных,импульсов и делитель частоты на два, последовательно соединенные СВЧ-генератор и направленный ответвитель, первый выход которого является выходом для подсоединения входа исследуемой фазированной антенной решетки, а второй соединен с вторым входом СВЧ-сумматора, фазовращатель, последовательно соединенные второй синхронный детектор, сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а гетеродинный — с входом фазовращателя, второй фильтр нижних частот и второй АЦП, при этом гетеродинный вход первого синхронного детектора соединен с выходом фазовращателя, первый управляющий вход СВЧ-фазовращателя соединен с выходом генератора низкочастотных прямоугольных импульсов, а второй — с выходом делителя частоты на два, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены лазерный передатчик, выполненный с возможностью сканирования луча в плоскости, параллельной плоскости раскрыва исследуемой фазированной антенной решетки и установленный на опоре, последовательно соединенные фотоприемник, жестко связанный с измерительным зондом и оптически с лазерным передатчиком, блок коррекции, установленный на каретке, третий АЦП, управляемый низкочастотный фазовращатель и усилитель-ограничитель, выход кото-, рого подключен к входу фазовращателя, при этом вход управляемого низкочастотного фазовращателя соединен с выходом делителя частоты на два. ь