Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1626 18291 5 П 5 6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Фур го овой комп- лена"(Зс Зсо) = Ро (Зс, 3 со)+ Гф (3 с)Фоновая ДН Рф Я не зажения главного луча%. 2) полоит хп = хпе М - чис ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОЗУ 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М. 675377, кл. С 01 Зс 29/10, 1979Авторское свидетельство СССР Мт 1325382, кл. С 01 В 29/10, 1987.(54) СПОСОБ Л 1 РЕДГЛЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ(57) Изобретение относится к антенным измерениям и м б, использовано для измерения параметров фаэированных антенных решеток (ФАР). Цель изобретения - повышение точности при измерении диаграммы направленности (ДН) отражательной ФАР. Способ определения ДН включает излучение зондом СВЧ-сигнала, прием его исследуемой ФАР, поочередное изменение состояния каждого фаэовращателя ФАР, иэИзобретение относится к антенным измерениям и может быть использоаано при измерении параметров фазированных антенных решеток (ФАР),Цель изобретения - повышение точности при измерении диаграмм направленности (ДН) отражательной ФАР,Способ определения ДН ФАР реализуют следующим образом,Определяют коммутационную ДН путем измерения комплексных коэффициентов передачи излучателей ФАР в каждом состоянии фазовращателя3 о 3 р,п=1,2,.,М;3=1,2,излучателей; 3 - число состоя мерени амплитуды и фазы принятого сигнала и определение ДН ФАР Ро по результатам измерений, после чего многократно изменяют положение зонда определяют по результатам измерения амплитуд и фаз принятого сигнала фаэовые распределения на ФАР, создающие ДН ФАР, уровень которой в направлении на зонд для каждого его положения не превышает заданного, устанавливают на элементах ФАР рассчитанное фазовое распределение для каждого положения зонда, вновь измеряют для каждого положения зонда амплитуду и фазу принятого ФАР сигнала, по которым определяют фоновую ДН ФАР Рф, а в одном из положений зонда фазируют ФАР, обеспечивая максимальное значение принятого сигнала, измеряют его фазу ф и определяют ДН ФАР по ф-ле Е = Го+ Еф е ф ф), Повышение точности обеспечивается благодаря измерению фоновой ДН отражательной ФАР при минимуме сигнала основной ДН, определяемой коммутационным методом. ний фазовращателя, и расчета коммутационной ДН при некотором положении луча Зсопо формуле уФЦ;(ГГ 3,)ф к 4Е,(3 с) = т(3 с) , хое (п =1где Г (Зс) - парциальная ДН иэлучатепкоордината излучателя, С учетом фоДН отражательной ФАР суммарнаялексная ДН ФАР может быть представ виде1626207 Измеряют фоновую ДН в дальней зоне, Коэффициенты передачи между ФАР и зондом, расположенным в дальнеи зоне, при некотором фзэировзнии Г = (1, 121 к можно представить в виде14;(гт)4 г )ю)Гн, й). - /7)2,.пн ""+ Г,РЗ)и =1Пусть е - требуемый уровень восстановления фоновой ДНПри каждом значении к всегда наидется такое фазирование Г Я, при котором будет выполняться условиеМ,)ч 1 игт)фиг= )1) к) 2; хпе )( Р )4)и =1 5 10 15 жество фазирований, обеспечивающих зтоусловие, ТогцаЦ(КГ) =Г+ 1:,В качестве оценки Го (к) можно взять среднее по множеству значение коэффициента передачи согласно выражению (4):1Гф=-г 1 ,Г,)=1 пустн р., 1 й 11);) = ),2, ) мно. Если Г(М) Е Р;к,то иГц (к) = (Г) (М) +)т) О 1) =- 1, 2, , 1 - 1 - также принадлежат множеству й)4, так как амплитуда коэффициета передачи канала хи не зависи от состояния фазовращателя, Среднее значение г, (к, Г), по индексу ) на несколько порядков меньше к, чтр значительно уменьшает методическую погрешность метода.Рассмотрим измерение фоновой ДН в ближней зоне. Измеряемым параметром является коЭффициент передачи между ФАР и зондом, располагаемым в узлах прямоугольной сеткиЪр=1,гр,г 1=1,г, айа плоскости перед рзскрывом ФАР Ч (р,ц Г)(р г 1,Г )М,Г)- = 1 (гри - ги), хиеи =1+ 9 ф(р ч Г (5)Найдется такое фазироиание Г, при которомт( к (р,р,Г) " г., (6) где е - требуемый уровень измерения поля т, (Р,Р,Г) (совпада)сщий с уровнем восстановления ФАР, так как динамический диапазон измерения ДН приближенно равен динамическому диапазону восстановленной по нему ДН) В качестве оченки фоново 20 25 30 35 40 45 50 55 го поля на плоскости можно как и выше взять1Ъ 4)=,; ХФ 4 й)Фоновая ДН Гф (к) определяется как преобразование Фурье от поля уф (р,ц) согласно радиоголографическому способу измерений,Вместо плоскости можно использовать любую другую поверхность, охватывающую прожекторный луч ФАР. Число точек измерений Р 0 и их местоположение по отношению к ФАР выбирается так же, как и в известном радиоголографическом способе. Поиск фаэирований Г, удовлетворяющих условию (4) или (6), осуществляется путем расчета на ЭВМ,Важным является вопрос о привязке фоновой Гф и коммутационной Го ДН по фазе, так как сумма в выражении (2) существенно зависит от соотношения -+ фаз.С этой целью в одном иэ положений зонда фзэируют ФАР до достижения максимального значения принятого сигнала, иэ меряют его фазу ф и определяют ДН ФАР по формуле-(9 -К)Г (ь ь) Г( + Г 4,(1, 1,) егде у 7 - значение фзэы ДН Го при измерении фазы ф.Пусть требуемый уровень восстановле ния ДН ФАР рзвен 50 дБ. Тогда, если фоновая ДН не превышает минус 20 дБ, гребуемый уровень восстановления фоновой ДН составит минус 30 дБ от максимума фоновой ДН (но минус 50 дБ от максимума ДН). В этом случае абсолютные уровни восстановления фоновой и коммутационной ДН совпадают и составляют минус 50 дБ от максимума коммутационной ДН.Выигрыши в точности измерений тем выше, чем бог) вше уровень фоновой ДН, Если максимум фоновой ДН составляет 20 дБ, то на эту величину улучшится достоверность определения ДН ФАР, В некоторых отражательных ФАР фоновая ДН составляет до минус 15 дБ и именно этим значением определяется уровень боковых лепестков, который будет учтен.Формула изобретения Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий излучение зондом СВЧ-сигнала, прием его исследуемой фазированной антенной решеткой (ФАР), поочередное изменение состояния каждого фззовращателя ФАР, измерение амплитуды и фзэь принятого сигнала и определение1626207 Ф )Г = Г.+ Г 4,егде р - , фаза Ро при измерении фазы ф Составитель П. СавельевТехред М.Моргентал Корректор Н, Ревская Редактор Л, Зайцева Заказ 277 Тираж 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 комплексной диаграммы направленности Ео ФАР по результатам измерений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности при измерении диаграммы направленности отражательной ФАР, допол нительно изменяют положение зонда, определяют по результатам измерения амплитуд и фаз принятого сигнала фаэовые распределения на ФАР, создающие диаграмму направленности ФАР, уровень кото рой в направлении на зонд для каждого его положения минимален, устанавливают на элементах ФАР рассчитанное фазовое распределение для каждого положения зонда,15 вновь измеряют для каждого положения зонда амплитуду и фазу принятого ФАР сигнала, по которым определяют комплексную фоновую диаграмму направленности Рф ФАР, а в одном из положений зонда дополнительно фазируют ФАР до достижения максимального значения принятого сигнала, измеряют его фазу ф и определяют комплексную диаграмму направленности ФАР по формуле