Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны

 

Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения - сокращение времени измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны. Устр-во содержит СВЧ-генератор 1, фазовые манипуляторы 2 и 3, измерительные зонды 4 и 5, испытуемую антенну 6, фазовые детекторы 7 и 9, фазовращатель 8 на 90°, синхронные детекторы 10-13, генератор 14 прямоугольных импульсов, цифровые делители 15, 16 и 18, инвертор 17 и блок 19 управления и обработки. В устр-ве за счет одновременного зондирования поля по двум столбцам и одновременной обработки сигналов время измерения сокращается в два раза. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Go4 G01R2 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247660/24-09 (22) 18.03.87 (46) 30.06.89. Бюл. Р 24 (72) Л.С.Налбандян и О.С.Хачатрян (53) 621.3173396.67(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1146611, кл. G 01 R 29/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 534128, кл. G 01 R 29/10, 1973. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ В

РАСКРЫВЕ АНТЕННЫ (57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения — сокращение времени измерения амплитудно2 фазового распределения поля в раскрыве антенны. Устройство содержит СВЧгенератор 1, фаэовые манипуляторы 2 и 3, измерительные зонды 4 и 5, исследуемую антенну 6, фазовые детеко торы 7 и 9, фазовращатель 8 на 90 синхронные детекторы 10-13 генератор

14 прямоугольных импульсов, цифровые делители 15, 16 и 18, инвертор 17 и блок 19 управления и обработки. В устройстве эа счет одновременного зондирования поля по двум столбцам и одновременной обработки сигналов время измерения сокращается в два раза. 2 ил.

1490654

Изобретение относится к радиоиэмерениям и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антеи5 ны.

Цель изобретения — сокращение времени измерений амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны. 10

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны; на фиг. 2 — эпюры напряжения на выхо- 15 де генератора прямоугольных импульсов.

Устройство для измерения амплитудно- фазового распределения поля в раскрыве антенны включает СВЧ-генератор 20

1, выход которого последовательно через первый 2 и второй 3 фазовые манипуляторы подключен соответственно к входам первого 4 и второго 5 измерительных зондов, установленных с воэможностью одновременного перемещения на расстоянии друг от друга, кратном шагу сканирования. Выход исследуемой антенны 6 подключен к первому входу первого фазового детектора 7 и через 30 о фазовращатель 8 на 90 к первому входу второго .фазового детектора 9.

Вторые входы фазовых детекторов 7 и

9 подключены к выходу СВЧ вЂ генерато

1, Выход первого фазового детектора

7 подключен к первым входам первого

10 и второго 11 синхронных детекторов, а выход второго фазового детектора 9 . — к первым входам третьего

12 и четвертого 13 синхронных детек- 40 торов. Выход генератора 14 прямоугольных импульсов через первый 15 и второй 16 цифровые делители подключен к второму входу первого фазового манипулятора 2 и второму входу второ- 45 го 11 и третьего 12 синхронных детекторов. Выход первого цифрового делителя 15 через инвертор 17,и третий цифровой делитель 18 подключен к второму входу фазового манипулятора 3 и второму входу первого 10 и четвертого 13 синхронных детекторов. Выходы синхронных детекторов 10, 11, 12 и

13 подключены к соответствующим входам блока 19 управления и обработки.

Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны работает следующим образом.

Сигнал с выхода СВЧ-генератора 1 через фазовые манипуляторы 2 и 3 подается на измерительные зонды 4 и 5,. которые установлены на расстоянии друг от друга, кратном шагу сканирования с возможностью одновременного перемещения, в результате чего при перемещении зондов 4 и 5 по вертикали эондируется поле по двум столбцам одновременно. Сигналы, излучаемые зондами 4 и 5, принимаются исследуемой антенной 6, подаются на вход фазового детектора 7 непосредственно и на вход фазового детектора 9 через фазовращатель 8 на 90 . Ha вторые входы фазовых детекторов 7 и 9 с выхода СВЧ-генератора 1 подается опорный сигнал. Выходной сигнал фазового детектора 7 в виде суммы двух низкочастотных сигналов прямоугольной формы, амплитуды которых пропорциональны

A,cos q), и A cos Pz (где А, и p< — амплитуда и фаза поля в точке нахождения зонда 4; А и р — в точке нахожt дения зонда 5), подается на входы синхронных детекторов 10 и 11, а выходной сигнал фазового детектора 9 в виде суммы двух низкочастотных сигналов, амплитуды которых пропорциональны А, sing, и А, sing, подается на входы синхронных детекторов 12 и 13.

Выходной сигнал генератора 14 поступает в цифровой делитель 15, где обеспечивается скважность следования импульсов, равная двум с высокой точностью, далее через цифровой делитель

16 подается на вторые входы (управления) фазового манипулятора 2 и синхронных детекторов 11 и 12, а через инвертор 17 и третий цифровой делитель 18 — на входы управления фазового манипулятора 3 и синхронных детекторов 10 и 13.

Таким образом, сигналы управления о отличаются по фазе на 90 (независимо от частоты генератора 14) и на выходах синхронных детекторов 10, 11, 12 и 13 выделяются сигналы в виде постоянных напряжений, уровни которых пропорциональны A cosg А совч"

A,sing, и А sinCf соответственно.Эти сигналы поступают на соответствующие входы блока 19 управления и обработки.

Представим процесс измерений в виде математических соотношений.

1490654 вид

I=-A, В сов!У,t+g,+((t)) +А Всоф t+

v, 9,(), где А,,А и ф, (у — соответственно амплитуды и фазы поля в раскрыве антенны в точках расположения зондов 4 10 и 5;

 — опорная амплитуда; (t) и 1(1 ) — законы модуляции СВЧ-! 1г сигнала с помощью фазовых манипуляторов 2 и 15

3.

Иодулирующие сигналы отличаются друг от друга фаэовым сдвигом на и /2.

На вход управления фазового манипулятора 2 поступает сигнал, имеющий 20 вид Bcos2iiFt, где F — частота; а

 — амплитуда генератора (на выходе блока 16, фиг. 2).

На вход управления манипулятора 3 поступает сигнал с выхода блока 18, 25 который отличается от первого управляемого сигнала только фазовым сдвигом на /2, т.е. этот сигнал имеет вид ,Bsin2nFt.

Таким образом, вьжодной сигнал ан- 30 тенны 6 можно представить в виде

0

40 Раскрыве исследуемой антенны, два

;> ---------- А, Bsin(a t+g,) sin12t+ sin (т/2) Г йт/2

+А2ВвЫ(я,t+g ) cosQt) ь т.е. несущая СВЧ-частота терпит отставание по фазе на 1 /2. Далее этот сигнал, пройдя через фазовый детектор

9, преобразуется к виду

Сигнал на выходе антенны 6 имеет

+2A Bcos(Q,t+q )cosmslt)

2 где S? = 2iiFt.

Этот сигнал поступает на входы фао зовращателя 8 на 90 и фазового детектора 7, на выходе которого формируется сигнал, имеющий вид

=KA„cosp sinQt + KA cosy cosset, (1)

I где К вЂ” коэффициент передачи фазового детектора 7.

Выходной сигнал антенны 6, проходя о через СВЧ-фазовращатель 8 на 90 принимает вид

Iz =КА, s in, з 1пЮ+КА, s in qzco s Qt. (2) Сигнал I<, который состоит из суммы двух ортогональных частей (1), поступает на первый вход низкочастотных синхронных детекторов 10 и 11.

Поскольку на второй вход (на опорные входы) синхронных детекторов поступают два ортогональных сигнала, которые, в свою очередь, попарно синхронны с составными частями сигнала

Т,, то укаэанные составные части в виде Aicosgi и А соэ р выделяются на выходах синхронных детекторов 1О и 11 соответственно. Точно так на выходах синхронных детекторов 12 и 13 выделяются составляющие Т (2) в виде А,sing, и А, sing< соответственно, Так как в устройствах для измерения,параметров антенн по полю в их раскрыве время измерения, в основном, уходит на перемещение измерительного зонда по большому количеству столбцов, то предлагаемое устройство позволяет почти в два раза сократить время измерения (йутем одновременного зондирования поля по двум столбцам и одновременной обработки сигналов), в результате чего уменьшаются также погрешности, вносимые временной нес,табильностью аппаратуры.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны, включающее СВЧ -генератор, первьп фазовый манипулятор, первый измерительньп зонд, установленный с возможностью перемещения в фазовых детектора, фазонращатель на

90, два синхронных детектора, генерагор прямоугольных импульсов, блок управления и обработки, о т л и ч а

% ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерений амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве приемной антенны, в него введены второй иэмерительньп» зонд, второй фазовый манипулятор, третий и четвертый синхронные детекторы, три цифровых делителя и инвертор, при этом первый и второй измерительные зонды установлены с воэможностью одновременного перемещения на расстоянии друг от друга, кратном шагу сканирования, а их входы через первьп и второй фазовые манипуляторы подключены к выходу СВЧ-генератора, выход ис1490654

Восход

Юлика

75 фиг. 2

Составитель П.Савельев

Техред Л.Олийнык

Корректор Т.Колб

Редактор А.Лежнина

Заказ 3752/54 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãîðîä, ул. Гагарина, 101 следуемой антенны подключен к первому входу первого фазового детектора и о через фазовращатель на 90 к первому входу второго фазового детектора, опорные входы первого и второго фазовых детекторов подсоединены к выходу СВЧ-генератора, первые входы первого и второго синхронных детекторов подключены к выходу первого фазового детектора, первые входы третьего и четвертого синхронных детекторов подсоединены к вьходу второго фазового детектора, выходы первого, второго, третьего и четвертого синхронных детекторов подключены к соответствующим входам блока чправления и обработки, последовательно соединенные первый цифровой делитель, выход которого подсоединен к выходу генератора прямоугольных импульсов, и второй цифровой делитель, выход которого подключен к второму входу первого фазового манипулятора и вторым входам второго и третьего синхронных детекторов, последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к выходу первого цифрового делителя, и третий цифровой делитель, выход которого подсоединен к второму входу второго фазового манипулятора и вторым входам первого и четвертого синхронных детекторов.