Способ измерения коэффициента отражения излучающих элементов фазированной антенной решетки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) .ъЫ 1758597 А й 29 0 5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ аждан(21) 4669225/09(71) Киевский институт инженеров гр ской авиации им. 60-летия СССР(72) Л.Я.Ильницкий и И.Л.Шимберг (56) Сканирующие антенные системы СВЧ/ Под ред. Г.Т.Маркова и А.Ф.Чаплина. - М.: Сов. радио, 1969, т. П, с.263-266.Авторское свидетельство СССР М 1689877, кл. 6 01 В 29/08. 1991, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ИЗЛУЧАЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ(57) Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для Изобретение относится к антенным измерениям и может использоваться для оценки параметров сложных ФАР.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения действующего коэффициента отражения (ДКО).ДКО излучающего элемента (ИЭ) представляет собой коэффициент отражения ИЭ, находящегося в окружении иных ИЭ ФАР, излучающих сигналы, фазы которых соответствуют различным направлениям луча.Способ измерения коэсрфициента отражения (КО) излучающего элемента (ИЭ) ФАР . может быть реализован. например, с помощью устройства, структурная электрическая схема которого привержена на чертеже.Устройство для измере ия КО ИЭ ФАР содержит генератор 1 СВЧ, дат ик 2 падающей и отраженной волн, делитель 3 на й оценки параметров сложных ФАР, Цель изобретения - расширение функционал ьных возможностей за счет обеспечения измерения действующего коэффициента отражения (ДКО), При осуществлении способа сначала измеряют собственный коэффициент отражения (СКО) излучающего элемента (ИЭ) ФАР путем подачи на его вход фазоманипулированного сигнала с девиацией 900, а затем измеряют сигнал, обусловленный взаимной связью (СВС) между различными ИЭ, путем подачи на измеряемый ИЭ фазоманипулированного сигнала с девиацией 180. ДКО определяют, суммируя СКО и СВС. 1 ил,каналов по числу ИЭ ФАР, й управляемых проходных фазовращателей (Ф В) 4, которы вместе с делителем 3 входят в состав ФАР ИЭ 5, излжающую апертуру 6, селективные усилители 2 сигналов частоты манипуляции, синхронные детекторы 8, блоки 9 вычитания, переключатели 10, блоки 11 памяти, сумматоры 12, блок 13 вычисления, блок 14 управления Ф 8, генератор 15 сигналов манипуляции, блок 16 управления измерениями.Способ измерения КО ИЭ ФАР может быть реализован следующим образом.Спомощью генератора 1 формируют непрерывный СВЧ сигнал и пропускают его через датчик 2 на вход делителя 3. Выходные сигналы делителя 3 одновременно поступают иай проходных управляемых ФВ 4 и И ИЭ . СВЧ сигнал, поступающий на измеряемый вданный момент ИЭ 5, подвергйют фазовой манипуляции с частотой Р и1758597 2При постоянных 1610 пад 1Ксв КсуКсд, 5 это обеспечивается при калибровке. деление Ои на модуль квадрата коэффициента ПЕрЕдаЧИ б 12 ПОЗВОЛяЕт ОцЕНИтЬ 1 Гиэ 1. ВЫЛчитание съ --- 2 Я 12 позволяет оце 410 нить фазу уЪэ СКО. Таким образомоценивается СКО. После этого сигнал, поступающий на вход измеряемого ИЭ, подвергают с помощью соответствующего управляемого проходного фазовращателя 4 15 фазовой манипуляции с частотой Е 1 п и девиацией 180 О.Перечисленные составляющие результирующих сигналов с амплитудных детекторов датчика 2 селективно усиливаются в 20 усилителях 7, синхронно детектируются ипоступают на входы блоков 9, выходные сигналы которых поступают на блок 13, Эти сигналы имеют вид 25(4) где 1 Опад 1 - амплитуда СВЧ сигнала с выхода 35 генератора 1;1 Ксв - модуль коэффициента связи СВЧ зонда в датчике 2;К,у, К,д - коэффициенты передачи селективного усилителя 7 и синхронного де тектора 8;Ю 121 - модуль коэффициента передачи с выхода делителя 3 до входа измеряемого ИЭ 5;1 Гиэ - модуль собственного КО измеря емого ИЭ 5; Р 1 = 912 +Ъэ,где с 12 - фаза коэффициента передачи; 50уЪэ - фаза собственного КО (СКО) ИЭ.Последующие расчеты в блоке 13 позволяют найти модуль и фазу выделенного отраженного сигнала:55Ое= О+ О-с = 1610 пад 1 Ксв Ксух Х Ксд Б 12 ИГиэ 1; девиацией 90 О. На входах СВЧ зондов датчика 2 суммируются падающие и отраженные сигналы с учетом местонахождения соответствующих СВЧ зондов в датчике 2. Результирующие сигналы с амплитудных детекторов датчика 2 поступают на входы селективных усилителей 7, которые выделяют переменные составляющие и усиливают сигналы на частоте 1 и.Усиленные сигналы синхронно детектируют. используя в качестве опорного сигнал генератора 14, а затем попарно вычитают в блоках 9. Сигналы с выходов блоков 9 проходят через переключатели 10 на блоки 11. Затем в сигнал, поступающий на вход измеряемого в данный момент ИЭ 5, вводят доо полнительный фазовый сдвиг 180 и повторяют указанные операции. В конечном счете сигналы с блоком 9 через переключатели 10 запоминаются в блоках 11, Сигналы, запомненные в блоках 11, поступают на сумматоры 12, выходные сигналы которых имеют Вид 0- = -161 Опад 1 1 Ксв 1 Ксух2 2-5 Х Ксд Я 121 1 Гиэ 1.8 п(с 1 + 4 )ф (") О,-г=1610 пад 1 1 Ксв 1 Ксух хКсд 1 Ь 12 1 Гиэ сов(Р 1 + ), (2) С 1 п = агстЯ( -) = Д 1 + 4 ЬО 1 = - 810 пад 1 Ксв 1 Ксу Ксдхгх 512 И 3 св 1 3 и (сЩ + 4 )гЬ 02 = - 8 10 пад 1 1 Ксв 1 Ксу Ксд х21 Я 12 И Я св 1 СОЯ (1 Щ + 4 )В формулах (3) и (4) обозначенофг ф 12 + фэкв 15 св 1 е "- модуль и фаза сигнала на входе измеряемого ИЭ, определяемого взаимной связью ИЭ, Ясв = ЯкК =13 к - коэффициент связи 1-го ИЭ с К-м ИЭ,Последующие расчеты в блоке 13 позволяют определить модуль и фазу выделенного отраженного сигнала Оп =Д О 1 + Д О = 8 1 О дауд 12 хОценка модуля сигнала эа счет взаимной связи (СВС) определяется путем деления Оп на модуль коэффициента(5) Составитель рТехред М.Моргентал орректор .Т.Палий едактор С.Лисина аказ 2998 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 передачи со входа делителя на 3 до входаиэмеуяемуго ИЭ Яп 2, Предполагается, что.Пад Ксв КсуКсд = сопз 1. Фаза СВС определяется по формуле КРдкд =Р Р 2 - 4Определение ДКО - действующего коэффициента отражения, измеряемого ИЭ, производится по формуле Для нахождения СВС при различных направлениях луча уЪ, Оо необходимо устанавливать определенные фазовые сдвиги на входах ИЭ, измерять СВС и находить ДКО по формуле (5),Фазовые сдвиги устанавливают с помощью управляемых проходных фазовращателей 4 по командам блока 14. При этом расчет фазовых сдвигов сигналов, поступающих на входы соответствующих ИЭ, определяют по формуле; уЪ, = - (всх соз уЪ+ пбу зи Ъ) зи Оо К 2 л где К = --- волновое число;ро, Оо - углы луча ДН в сферической системе координат;асх, пду - координаты измеряемого ИЭ. Формула изобретения Способ измерения коэффициента отражения излучающих элементов (ИЭ) фазированной антенной решетки (ФАР), основанный на одновременной подаче не прерывного СВЧ-сигнала на все ИЭ, фазовой манипуляции подаваемого на измеряемый ИЭ СВЧ-сигнала напряжением низкой частоты с девиацией фазы 90 О, суммирова нии отраженного сигнала с падающим, синхронном детектировании суммарного сигнала, выделении составляющей с частотой манипуляции, измерении ее уровня, повторении укаэанных операций при 10 введении в СВЧ-сигнал, подаваемый на измеряемый ИЭ, фазового сдвига 180 и вычислении собственного коэффициента отражения(СКО) ИЭ, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения измерения 15 действующего коэффициента отражения(ДКО), и также подаваемый на измеряемый ИЭ СВЧ-сигнал подвергают фазовой манипуляции с девиацией фазы 180 О, суммируют отраженный сигнал с падающим, синхронно 20 детектируют суммарный сигнал, выделяютсоставляющую с частотой манипуляции, из. меряют ее уровеньпо которому оцениваютмодуль и фазу сигнала за счет взаимной связи ИЭ (СВС) на входе измеряемого ИЭ, и 25 определяют ДКО как сумму СКО и СВС, причем для оценки ДКО при различных направлениях луча диаграммы направленности (ДН) р В фазы сигналов, поступающих на входы ИЭ, устанавливают равными 30 уЪ,п - (глзах соз уЪ + псу 3 и дЪ ) зи Оо К где К = 2 7 гЛ - волновое число;35 ууо, О, - угловые направления ДН всферической системе координат;щсх, пбу - координаты измеряемого ИЭ