Устройство для измерения параметров антенн в ближней зоне

 

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности. Устройство для измерения параметров антенн в ближней зоне содержит г-р 1 СВЧ-колебаний, направленные ответвители 2 и 12, циркуляторы 3 и 11, исследуемую антенну 4, канальный измерительный зонд 5, измерительные антенны 6 и 10, вентили 7 и 9, СВЧ-фазовращатель 8, СВЧ-сумматоры 13 и 20, блок 14 каналообразующих частот, квадратичные детекторы 15 и 21, усилители 16 и 22 ПЧ, синхронные детекторы 17 и 23, фазовращатели 18 и 24 на 90° и фильтры 19 и 25 нижних частот. Повышение точности измерений достигается за счет исключения подвижного СВЧ-тракта связи, что позволяет производить измерения, в которых отсутствуют погрешности, возникающие вследствие нестабильности параметров подвижного СВЧ-тракта связи. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) g G 01 К 29/1 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ности измер исключения связи, что мерения, в грешности, нестабильно

СВЧ вЂ трак

К 38сУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437287/24-09 (22) 30.03.88 (46) 30.04.90. Бюл. ¹ 16 (71) Гомельский политехнический институт (72) А.Е.Родин, А.И.Иванов и В.В.Шапоров (53) 621.317:621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 842636, кл. С 01 k 2299//1100, 1981, Авторское свидетельство СССР

¹ 1218348, кл. G 01 К 29/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АНТЕНН В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕ (57) Изобретение относится к .технике антенных измерений. Цель изобретения— повышение точности. Устр-во для измерения параметров антенн в ближней зо„„SU„„f 561052 А 1

2 не содержит r-p 1 СВЧ-колебаний, направленные ответвители 2 и 12, циркуляторы 3 и 11, исследуемую антенну

4, канальный измерительный зонд 5, измерительные антенны 6 и 10, вентили 7 и 9, СВЧ-фазовращатель 8, СВЧсумматоры 13 и 20, блок 14 каналообраз ющих частот, квадратичные детекторы 15 и 21, усилители 16 и 22 ПЧ, синхронные детекторы 17 и 23, фазо-, вращатели 18 и 24 на 90 и фильтры

19 и 25 нижних частот. Повышение точений достигается за счет подвижного СВЧ-тракта позволяет производить изкоторых отсутствуют повозникающие вследствие сти параметров подвижного связи. 1 ил.

1561052

Изобретение отноСится к антенным и мерениям и может быть использовано д я измерения параметров фазированн и антенной решетки (ФАР) в ближ5 ней зоне.

Цель изобретения — повышение точности.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства для и мерения параметров антенн в ближн и зоне. Схема включает последовательно с единенные генератор 1 СВЧ колебан й, первый направленный ответвит ль 2, первый циркулятор 3, второе плечо которого подключено к входу н1еледуеыей антенны а, In+i)-канальный измерительный зонд 5, каждый из п4каналов которого включает последо- 20 в тельно соединенные первую измерит льную антенну 6, первый вентиль 7, С Ч-фазовращатель 8, второй вентиль

9 и вторую измерительную антенну 10; (n+1) и канал зонда 5 включает пос- 25 л довательно соединенные первую измерг тельную антенну 6, второй циркулятер 11, (n+1) й.СВЧ фазовращатель 8 и второй направленный ответвитель 12, второй выход которого подключен к третьему плечу второго циркулятора

11, а первый выход направленного отвЮтвителя 12 подсоединен к второму входу первого СВЧ-сумматора 13, к первому входу которого подключен выход зонда 5; блок 14 каналообразующИх частот, два выхода каждой из (1 +1)-групп выходов которого подключены к второму и третьему входам СВЧф6зовращателей 8, последовательно сое-4 диненные квадратичный детектор 15, вкод которого подключен к выходу первого СВЧ-сумматсра 13 и первый усилитель 16 промежуточной частоты (УПЧ), вЬгход которого подсоединен к первому входу 2п синхронных детекторов 17, а второй вход нечетного синхронного детектора 17 подсоединен к третьему восходу соответствующей из п групп выходов блока каналообразующих часТоТ 14 и через первый фазовращатель о на 90 18 к второму входу четного синхронного детектора 17. Вьгход каждого синхронного детектора подключен через фильтр 19 нижних частот к входам блока управления (не показан).

Устройство также включает последовательно соединенные второй СВЧ-сумматор 20, первый вход которого подклюcos 43 t через первый направленный ответвитель 2 и первый циркулятор 3 поступает на исследуемую антенну 4 и излучается ею. На выходе антенн 6 зонда

5 сигнал будет иметь следующий вид. (2) К„соя(Я„ t + („; ), К „;, Чг 1, — коэффициенты, характеризующие амплитуду и фазу в данной точке поля.

Пройдя далее управляемые СВЧ-фазовращатели 8, на управляющие входы которых поступают сигналы прямоугольЯ ной формы с частотами - от блока 14

2о каналообразующих частот, сигналы будут иметь вид

К„cos(t +Cf» + 9„у -sinK Q; t+ к-<зд..

4 1 +9 к Г р1К2 a,t), (3) Сигнал, прошедший СВЧ фазоврлщатель 8 и направленный ответвитель 12, поступает на СВЧ сумматор 13 в виде

Kpi cos(Qot +,;+Q, = 81 К Qot. Ф

4 1 к-м К чен к второму выходу направленного ответвителя 2, второй вход — к третьему плечу первого циркулятора 3, второй квадратичный детектор 21 и второй

УПЧ 22, выход которого подключен к первому входу (2п+1)-ro и (2n+2)-го синхронных детекторов 23, второй вход (2n+1)-го синхронного детектора соединен с вторым входом (2n+2)-ro синхронного детектора 23 через (п+1)-й о фазовращатель 24 на 90 и подключен к третьему выходу (n+i)-й группы выходов блока 14 каналообразующих частот; выходы (2n+1)-го и (2n+2)-ro синхронных детекторов подсоединены к 3BN через фильтры 25 низких частот.

Устройство для изме ния параметров аитенн в ближней зоне работает следующим образом.

Сигнал генератора 1 (амплитуда сигнала. принята равной 1) 156105? 6 тенны 4, которая принимает его. Далее сигнал поступает на первый циркуля1 тор 3 и с его третьего плеча поступа5 ет на второй СВЧ сумматор 20 в виде

cos Qot °

4 1

+ 62 о + К К2 ао t) ° (4)

"к Q,5„.

На второй вход СВЧ сумматора 13 поступает суммарный сигнал с зонда 5 в виде — К „со э (Я, t + +g x;+ +!.(, 1-1 к=ь5,5„.

xsinK ) ); t + 8< -sinK2 22; t) . (5)

4 1

y,= 1,5,5."

На выходе квадратичного детектора 15 вьделяется сигнал, пропорциональный

П д " "- С((-а)

4 1

+8, w — (sinK Р t — sinK Q t) + = 2,5,5.... о

+ gz — (я1пк2 i2, t — sinK2 0 t)) + к=(,5,5„, о

1 к) а

+ — (:ЕК,;) + K; (6) ! ч!

На выходе первого УПЧ 16, настроенно- о го на полосу частот — — - —, с уче2(I

1 том селективных свойств вьделится сигнал в виде к

4 1

К ° соs(4) t + 2g:+9

0< о

k =ь5,5.„

sinK Qà t + g< — эinK2 Qît)

10 К=1,35.., На второй вход сумматора 20 поступает с второго выхода направленного ответвителя 2 сигнал

После суммирования и квадратичного детектирования на выходе квадратичного детектора 21 сигнал будет пропорционален 2 4 1

2КО cos(2$„+ 6(= -sinK Роt + оо к=(Л5"

+9,Г э пк2 9 t) + 1. (12)

К 2Ъ,5„, После прохождения второго УПЧ 22, Я, настроенного на частоту — с учетом

2п с к„; к„сов ((S2;-SZ,)ñ +

2) ) (().,-(2.,)), 16

С=- .—

g -)In (8) Далее, этот сигнал поступает на синхронные детекторы 17 на второй вход которых поступают сигналы от блока

14 каналообразующих частот с частор; S2, тами ††- ††. После детектирования

2 ((на выходах фильтров 19 нижних частот каждого канала вьделяются сигналы вида

С

Ko K x cosМxl — Чо

С о) х sin(g„; )о) ) (9) которые поступают на 3ВМ для дальнейшей обработки и вычисления К

О) 2

Кх и (ЧК.-Чо.)

Часть сигнала, прошедшая фазовра-. щатель 18, после направленного ответвителя 12 подается на третье плечо второго циркулятора 11, с него в антенну б и излучается в раскрыв ан30 селективных свойств, вьделяется сигнал

2Д 2

К, cos(Я, t — 2 „) .

0> (13) 35 После синхронного детектирования в синхронных детекторах 23 на выходах фильтров 25 нижних частот вьделяются сигналы вида

-Гг

40 —, К cos2(о ° с! -)о< (14) 2

Ко э1п2-! о1 2

Устройство для измерения параметров антенн в ближней зоне, включающее которые поступают на ЭВМ, где вычисляются К, и (оо,, а затем определяNTcH Kxi и (»,.

Таким образом, видно, что исключе50 ние подвижного тракта связи позволяет производить измерения, в которых

1 отсутствуют погрешности, возникающие ,вследствие нестабильности параметров подвижного СВЧ тракта связи, что по55 вышает точность измерений формула изобретения

1561052 вое плечо которого подключено к первому выходу первого направленного ответвителя, а второе плечо первого циркулятора является входом для подключения входа исследуемой антенны, последовательно соединенные второй

СВЧ-сумматор, второй квадратичный детектор и второй усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к первым входам введенных (2п+1) — ro и (2п+2) — го синхронных

Составитель П.Савельев

Техред И.Дидык Корректор С.йевкун

Редактор А.Долинич

Заказ 976

Тираж 553

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Óæroðoä, ул. Гагарина,101 генератор СВЧ-колебаний, выход которого подключен к входу первого направленного ответвителя, п-канальный измерительный зонд, каждый канал ко5 торого включает последовательно соединенные первую измерительную антенну, первый вентиль, СВЧ-фазовращатель, второй вентиль и вторую измерительную антенну, выход которой является выходом и-канального измерительного зонда, последовательно соединенные первый СВЧ-сумматор, первый квадратичный детектор и первый усилитель промежуточной частоты, выход которого 15 подключен к первым входам 2п синхрон ных детекторов, выход каждого из ко, торых через соответствующий фильтр ! низкой частоты подсоединен к блоку обработки, первый вход СВЧ-сумматора, подключен к выходу и-канального изме рительного зонда, блок каналообразу, ющих частот, два выхода каждой из n групп выходов которого подключены

: к второму и третьему входам СВЧ-фа, зовращателя каждого канала и-каналь ного измерительного зонда, а третий выход каждой из п групп выходов бло ка каналообразующих частот подсоеди1 нен к второму входу каждого нечетно, го синхронного детектора и через перл" вый фазовращатель на 90 — к второму входу каждого четного синхронного детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, введены первый циркулятор, пердетекторов, выходы которых через введенные соответствующие фильтры низкой частоты подсоединены к блоку обработки, второй вход второго СВЧсумматора подключен к третьему плечу первого циркулятора, последовательно соединенные (n+i)-я первая измерительная антенна, второй циркулятор, (n+1) и СВЧ-фазовращатель и второй направленный ответвитель, первый выход которого подключен к второму входу первого СВЧ-сумматора, а второй выход направленного ответвителя подсоединен к третьему плечу второго циркулятора, второй и третий входы (п+1) -ro СВЧ-фазовращателя подключены к первому и второму выходам (n+1)-й группы выходов блока каналообразующих частот, третий выход которого подсоединен к второму входу (2п+1)-ro синхронного детектора и через введенный (и+1)-й фазовращатель о на 90 — к второму входу (2n+2)-го синхронного детектора °