Способ определения амплитудно-фазового распределения поля антенны

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1721547 1 й 29/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1415203, кл. 6 01 й 29/106, 1986.Захаров Л,Н. и др. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. - М Радио и связь, 1985, с.258-259.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ АНТЕННЫ(57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может использоваться для Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для определения амплитудно-фазового распределения поля антенны при ее исследованиях и испытаниях в диапазоне частот.Цель изобретения - обеспечение измерений в диапазоне частот при уменьшении времени определения,На чертеже приведена схема структурного электрического устройства, реализующего способ определения амплитудно-фазового распределения (АФР) поля антенны.Устройство, реализующее способ определения АФР поля антенны, содержит источник 1 радиошумового (зондирующего) сигнала 1, первый выход которого подключен к исследуемой антенне 2. На последнюю направлена зондовая антенна - зонд 3, который установлен на координатном устройстве 4 с возможностью перемещения измерения амплитудно-фазового распределения (АФР) поля широкополосных антенн в диапазоне частот. Цель иэобретения - обеспечение измерений в диапазоне частот с одновременным сокращением затрат времени, Поставленная цель достигается тем, что исследуемую антенну возбуждают шумовым сигналом, определяют комплексную взаимную корреляционную функцию поля излучения антенны и шумового сигнала генератора в пространственных точках и выполняют их преобразование Фурье в частотную область. По результатам измерений могут быть вычислены характеристики антенны в полосе частот, в том числе диаграмма направленности, 1 ил,относительно исследуемой антенны 2 и подключен к первому входу двухканального приемника 5. Первый и второй выходы приемника 5 подключены соответственно к первому и второму входам коррелометра 6. Приемник 5 и коррелометр 6 составляют вместе блок преобразования информации 7, к второму входу приемника 5 подключен второй выход источника 1 радиошумового сигнала с помощью линии 8 связи. К выходу коррелометра 6 последовательно подключены блок 9 частотного преобразования Фурье, накопитель 10 информации и блок 11 пространственного преобразования Фурье 11, Координатное устройство 4 соединено линией связи с накопителем 10 информаСпособ определения АФР поля антены реализуется следующим образом.На вход антенны 2 поступает сигнал генератора 1 Ог(г), Антенна 2 создает напряженность электрического поля на плоской поверхности 8, параллельной ее раскрыву, равнуюЕз(х, у, в) - Кз(х, у, в) О(в), где Кз (х, у, в) - частотный спектр комплексного коэффициента передачи сигнала от входа антенны 2 к электрической составляющей поля в точке х, у на поверхности 8 О(в)- Ог(г) ефимбг.- тВзаимная корреляционная функция электрической составляющей поля на поверхности 8 и сигнала. генератора 1 шума равнаг Вз (х, у, т) - М ез (х, у, г) Ог (г- тВ1 рг где ез (х, у, г) -Е 8 е 1 ф г б в.2 ж щ Из теории цепей и сигналов известноОО йз(х, у,4- Ез(х,у,в)О (в)е 1 бв,(2 л) - оо где- знак комплексного сопряжения.Фурье-преобразователь последнего выражения согласно теореме Винера-Хинчина имеет вид Ез (х, у,в) 6 (в) Яз (х, у, т) е фф б т,Выражая спектр поля через сигнал генератора 1 шума и комплексный коэффициент передачи антенны 2 по полю, получают Кз (х, у, в) Щв) О(в)йз (х, у, т) е фиг бг,ОЭОтсюда можно найти частотный спектр комплексного коэффициента передачи антенны 2, т.е. АФРХйз(х,у,т)е )фбгКз(х, у,в)- где Р(в)- О(в) О(в) - спектральная плотность мощности шума (действительная величина).Нормированная ДН испытуемой антен, ны определяется из соотношения Р(3 в) Р(0 О )88,у,в)бхбу - зи а;,- - эпр,в с 3: с - угловые координаты точки на ения,Подставив в последнее соотношениевыражение для К, окончательно получают выражение для определения искомых нормированных ДН на частотах вЕ(З+в)- 008 88 (йв ( х, у, т) еффб г еф хз + у )8 8 з (Вв ( х, у, г) е 1 бб х б х б уУстройство, реализующее способ определения АФР поля антенны, работает следующим образом,Исследуемую антенну 2 возбуждаютшумовым сигналом от источника 1 радиошумового сигнала, подключенного к исследуемой антенне 2. Регистрируют взаимнуюкорреляционную функцию поля излученияантенны 2 и шумового сигнала в выбранныхпространственных точках в заданной последовательности, например на плоскости, параллельной излучающей апертуры антенны2. В каждом фиксированном положениизонда З.на входы приемника 5 поступаютдва сигнала - от источника 1 радиошумового сигнала и от зонда 3. В приемнике 5каждый сигнал, проходя по одному из каналов, преобразуется по несущей частоте иусиливается, а затем поступает на один извходов коррелометра б. В последнем вычисляются действительная и мнимая составляющие взаимной корреляционной функции ввиде заданного числа й дискретов.Получают взаимный энергетическийспектр путем частотного Фурье-преобразования комплексной взаимной корреляционной функции в каждой точке пространства.4 О Для этого полученные в предыдущей операции й сигналов (дискретов) подают на входблока 9 частотного преобразования Фурье,на выходе которого получают й комплексных спектральных составляющих, соответствующих АФР поля антенны, которыепоступают в накопитель 10 информациивместе с адресом местоположения зонда 3.По измеренным АФР определяют диаграммы направленности антенны на заданныхчастотах пространственного преобразования Фурье взаимного энергетического спектра.Таким образом, при использовании изобретения обеспечивается измерение ДН в55 полосе частот за один цикл измерений.Формула изобретенияСпособ определения амплитудно-фазового распределения поля антенны, включающей излучение исследуемой антеннойаэ 951 Тираж Подписное ВНИИПИ Государотвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4)5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводственно-и сигнала, прием его в точках ближней зоны исследуемой антенны и измерение амплитуды и фазы принятого сигнала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью обеспечения измерений в диапазоне частот при уменьшении времени определения, в качестве излучаемого сигнала используют шумовой сигнал, а определение амплитуды и фазы выполняют путем измерения действительной и мнимой составляющих взаимной корреляционной функции между сигналом, принятым в каждой точке приема, и сигна лом на входе исследуемой антенны, их преобразования Фурье в частотную область и определения амплитуды и фазы по полученным квадратурным составляющим.