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

)4 С 01 К 2910 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 3885432/24-09 (22) 17.04.85 (46) 07,08.87, Бюл. Р 29 (72) А.Е.Родин и Г,Г.Новогран (53) 621.317.621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 859965, кл. С 01 К 29/10, 1980.Авторское свидетельство СССР Р 1193604, кл. С 01 В. 29/10, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ В РАСКРЫВЕ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повьпдение точности измерений. Устр-во содержит1 опору, состоящую из двух неподвижныхгоризонтальных балок 1 и подвижнойвертикальной балки 2, каретку 3, привод 4, блок 5 управления, измерительный зонд 6, вентиль 7, СВЧ-фазовращатель 8, СВЧ-сумматор 9, квадратичныйдетектор 10, УПЧ 11, синхронные детекторы 12 и 22, фильтры 13 и 23 нижних частот, АЦП 14 и 24, г-р 15 НЧпрямоугольных импульсов, делитель 16частоты на два, фазовращатель 19,г-р СВЧ 20, направленный ответвитель21. Вновь введены управляемый НЧ-фазовращатель 17, усилитель-ограничитель 18, лазерный передатчик 25, фотоприемник 26, блок 27 коррекции,АЦП 28. 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике антенныхизмерений.Цель изобретения - повышение точности измерений.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства дляизмерения амплитудно-Фазового распределения (АФР) поля в раскрыве фазированной антенной решетки (ФАР).Устройство для измерения АФР поляв раскрыве ФАР содержит опору, состоящую из двух неподвижных горизонтальных балок 1 и подвижной вертикальнойбалки 2, каретку 3, привод 4, блок 5управления, 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) фазовращатель17, усилитель-ограничитель 18, фазовращатель 19; СВЧ-генератор 20, направленный ответвитель 21, второй синхронный детектор 22, второй ФНЧ 23,второй АЦП 24, лазерный передатчик25, фотоприемник 26, блок 27 й(оррекции, третий АЦП 28 и исследуемуюФАР 29,Устройство для измерения АФР поляв раскрыве ФАР работает следующимобразом.Измерительный зонд 6 перемещаетсяв плоскости измерения параметров ФАР29 по программе, формируемой в блоке5 управления. Команды подаются напривод 4, приводящий в движение каретку 3 по балкам 1 и 2, Формируемаяпередатчиком оптическая плоскостьрасполагается в пространстве параллельно апертуре ФАР 29.Возникающие при движении колебания зонда 6 относительно опорной плоскости фиксируются фотоприемником 26,преобразуются в блоке 27 коррекции вэлектрический сигнал, который в АЦП28 формирует код управления НЧ фазовращателем 17. При этом в НЧ фазовращателе 17 происходит корректировкафазы сигнала генератора 15, поданногов НЧ фазовращатель через делитель 16,,на величину, пропорциональную величине отклонения зонда от нулевого по ложения, определяемого по опорной оптической плоскости,Сигнал на выходе СВЧ-генератора20 представим в видеА соя Ы,т, (1)где И,/2 и - несущая частота генератора;А о - амплитуда сигнала, принимаемая равной 1,Сигнал на выходе измерительногозонда 6 описывается выражениемК соя (И,Г+ Ч), (2)где К,кк - коэффициенты, хаРактеРи 15 зующие измеренные амплитуду и фазовый сдвиг вданной точке поля,При этомо 4 югде Ч, - действительное значение фазы поля в данной точке;ьЧ - погрешность, вносимая колебаниями зонда в плоскости 10 излучения. 25 4"; 1а=Ксоя(ы.г6, -тя 1 п 1.Ю +"- (,3,5д р+8 л тяп 1.29), (3)4 13521=1,3,5к 3где Э =- 6 =- 242 Я/2 к = И,/2 Ф - частота генератора 15.40 Сигнал на выходе СВЧ-сумматора 9соответствует выражению4 : - 145 а=К соя(Ы Е+Ч + 8 -- ,яп дйС+о к Уд 3,54- -1+6 - ,-:.- тядп 12 Яе)+1+Кг (5)4. 155 г 1(;На выходе УПЧ 11, с учетом селективных свойств, сигнал ойисывается выражением Сигнал на выходе генератора 15 ина выходе делителя 16 соответственнопропорционален соя 2 Я и сояйс,Сигнал на выходе СВЧ-фазовращателя30 8 имеет вид= =К соз(Ч -Яс)сс - кК созйе-) ).(6) Я 2 4 42 4к к 2 к ххНа сигнальные входы синхронных детекторов 12 и 22 подается сигнал вида(7)Так как на сигнальный вход НЧ фа О зовращателя 17 подается сигнал от делителя 16 (соарес), а на управляющий вход сигнал на установку величины + дЧ с выхода АЦП 28, то сигнал на выходе НЧ фазовращателя 17 равен 15 созРС-(М + дР) . Сигнал, пропорциональный ф ь Ю Формируется в блоке 27 и соответствует отклонению измерительного зонда от опорной оптической плоскости, выраженному в угловых градусах для конкретной частоты, задаваемой СВЧ-генератором 20, где .М - начальная фаза фазовращателя 17.Усилитель-ограничитель 18 уменьшает паразитную модуляцию амплитуды сигнала, возникающую на выходе НЧ фазовращателя 17 при корректировке фазы на его входе.30На гетеродинный вход синхронного детектора 22 подается сигнал сояЯв (ЧД Ч )1 я а На ОДНОИМЕННЫЙ ВХОД ДЕ тектора 12 - сигнал с выхода Фазовращателя 19, сдвигающего сигнал на 90, 35 здпйе-(, -ЬУ) . 1Отсюда, с учетом выражения 7, на выходе синхронного детектора 22 сигнал описывается выражением40 2- КсояУс-(Чо+.яЮ)сояЙС-(4 ясам)= - ХсояПо-(Ч,ясам)+яо-(Чя-яя)+ +сояйс-(1. соя)-)с+(Мя.я 4 )=- К соя(2 яо,)ясоя -яя), (8) где Ч;=Чо+12 д)На выходе ФНЧ 23 сигнал пропорцио2нален - Ксоз(Ю Ч ). Соответственног.на выходе ФНЧ 13 пропорционален Т- К здп(М -Ч,) .Отсюда видно, что в конечном сигнале отсутствует составляющая ЬУ,вызванная механическими колебаниями измерительного зонда 6.Ф о р м у л а изобретенияУстройство 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, СВЧ- фазовращатель, 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 генераторанизкочастотных прямоугольных импульсов, а второй - с выходом делителячастоты на два, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерений, в него введенылазерный передатчик, выполненный свозможностью сканирования луча в плоскости, параллельной плоскости раскрыва исследуемой Фазированной антеннойрешетки 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 фазовращательи усилитель-ограничитель, выход кото-,рого подключен к входу Фазовращателя,при этом вход управляемого низкочастотного фазовращателя соединен с выходом делителя частоты на два.1