Способ диагностики неисправностей фар

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 6 01 й 29/ ИСАНИ ВТОРСКОМУ Б ТЕ ЕТЕП ЬСТВУ л. М 9авиационныйидзен, М,М.Горин нститут им,аи ЮА. ССР983 г.ционный мФАР. - М свидетельство 6 01 й 29/10,и др. Коммут характеристи 1988, с.64-67. ДИАГНОСТИКИ=о ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБНОСТЕЙ ФАР Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано для диагностики неисправностей фазированной антенной решетки (ФАР) по измерению поля антенны в зоне Френеля.Цель изобретения - сокращение времени диагностики ФАР.На фиг.1 изображена схема одного из вариантов устройства, реализующего предлагаемый способ диагностики ФАР; на фиг.2 - погрешность определения числа неисправных каналов.Устройство содержит генератор СВЧ 1, подключенный к ФАР 2, содержащий М каналов 3, В ближней зоне ФАР 2 расположен неподвижный приемный зонд 4, на который также подается мощность от генератора СВЧ 1, Сигнал с амплифазометра 5 через интерфейс 6 поступает в ЭВМ 7, которая соединена через интерфейс 6 с блоком управления 8, обеспечивающим необходимое фазовое распределение по каналам ФАР 2,Ы 1800401 А(57) Использование: техника антенных измерений, втом числе диагностика неисправностей ФАР по измерению ее ближнего поля. Сущность изобретения: излучают исследуемой ФАР сигнал, принимают его в зоне Френеля исследуемой ФАР, изменяют фазу в бинарном режиме по ортогональному (И+1)-мерному базису Уолша, где М - число подрешеток, одновременно во всех каналах подрешетки, измеряют амплитуду принятого сигнала и определяют неисправные элементы в каждой подрешетке по результатам измерений. 2 ил,Предлагаемый способ реализуется следующим образом.Определение числа (не)исправных каналов (неисправным каналом считается канал, не изменяющий своего состояния при управлении фазой его сигнала) в каждой из М подрешеток(ИМ) возможно, если все каналы пподрешетки Мп фазируются в двух противофазных режимах, а именно устанавливают в них фазы 0 или л. Для фазирования всей решетки в (И+1) состояние используется ортогональный базис Уолша, При этом сигнал, регистрируемый зондом при К-м фазировании, представим в виде; ек =,Я (ехр( к ВЬ) хп + х", и =1-1Уолша,причем ффК,О)=1, К = Ой; хи= 2 Е(Р) - вклады в РегистРиРУ- и =1 е = Яа 1 х",(2) где Яа 1 = ехр(1 л Якп)в (3) матрица управления подрешетками ранга (И+1);- (И+1)-мерные столбец-матрицы.Решением системы (2) является вектор х" = Яа 1 е, (4) компоненты которого можно представить в виде:(5) где ап и Еп(Р) - соответственно среднее значение амплитуды возбуждения и коэффициента передачи между каналами и-подрешетки и регистрирующим зондом, которые можно оценить априори, зная параметры и координаты расположения исследуемой ФАР и зонда. Таким образом, (4)И определяет количество исправных Мп, аН следовательно, и неисправных Мп каналов в каждой из К подрешеток.Равенство (5) является точным в случае расположения регистрирующего зонда в зоне Френеля исследуемой ФАР и выбора количества и геометрии подрешеток таким образом, чтобы зонд находился в дальней зоне любой из М подрешеток, на которые емый сигнал от исправных каналов Й подрешеток (х"хи") и неисправных х," =хвн (неисправные каналы обрап=1зуют нулевую подрешетку, которой соответствует характеристика Яко = 0 и ри любом К);ап - амплитуда возбуждения сигнала т-канала;Еп(Р) - коэффициент передачи между гп-каналом и регистриоующим зондом, размещенным в позиции Р, описывающий комплексную амплитуду, измеряемую зондом при возбуждении в щ-канале сигнала единичной амплитуды,В силу ортогональности базиса Уолша уравнения (1) образуют совместную системуи относительно (И+1) неизвестных хп, которая в компактной форме принимает вид: разбивается исследуемая ФАР, т,е, когда для любой из подрешц.ок выполняется условие а- Е(Р) = апЕ(Р), п = 1 Мп, В противном случае равенство (5) является 5 приближенным, однако обусловленная этимпогрешность определения числа (не)исправных каналов в М подрешетках исследуемой ФАР в типичном случае равномерного распределения неисправностей в пределах 10 подрешеток является несущественной.На фиг.2 показана средняя абсолютнаяпогрешность определения числа неисправных каналов в подрешетке ( Ь М") в зависимости от числа подрешеток, на которые разбивается исследуемая ФАР, (И=2 -1) при отказе 15 каналов ФАР с их общим числом М=632 и М =1186(кривые 1 и 2), При численном эксперименте выбиралась ФАР с круглым раскрывом диаметром 30 Л(Л - 20 длина волны), амплитудное распределениеравномерное, регистрирующий зонд располагался на оси симметрии ФАР на расстоянии 60 Л от ее раскрыва, форма подрешеток - сегменты равной площади. Диаграммы направленности элемента исследуемой ФАР и регистрирующего зонда выбраны изотропными, относительная погрешность измерения амплитуды и абсолютная погрешность измерения фазы сигнала задавалась 100 иКак видно из рисунка, при минимальномколичестве подрешеток возможно с достаточно высокой точностью определить число неисправных каналов в каждой из М подрешеток исследуемой ФАР,Если фазовращатели исследуемой ФАРявляются дискретными с возможными неисправностями типа отказа одного или несколько дискретов, то необходимо определять число неисправных каналов по каждому дискрету. Для этой цели бинарное фазирование каналов подрешеток осуществляется фазами 0 и р(р - контролируемый дискрет), а число исправных каналов по данному дискрету определяется иэ решения системых" = С е, (6)гдеБО С= - р-Па-- - (7)Таким образом, предложенный способза счет понижения порядка решаемой системы (ММ) позволяет сократить время диагностики неисправностей ФАР.Формула изобретения Способ диагностики неисправностейФАР, включающий излучение исследуемой ФАР СВЧ сигнала, прием его в зоне Френеля исследуемой ФАР, бинарное изменениеставитель Т.Шевченкохред М. Моргентал Корректор П.Гереши актор Т,Иван Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аказ 11 ВНИагарина, 10 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро фазы сигнала в каналах исследуемой ФАР по ортогональному буксу Уолша, измерения комплексной амплитуды принятого сигнала при каждом бинарном распределении по каналам исследуемой ФАР и определение неисправных каналов исследуемой ФАР, по результатам измерений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени диагностики, в качестве ортогонального базиса используют(И+1)-мерный базис Уолша И/аЦ где Й - число подрешеток исследуемой ФАР, меньшее числа каналов исследуемой ФАР, бинарное изменение фазы сигнала осуществляют одновременно во всех каналах подрешетки и определяют вектор-стол бец вкладов исправных каналов в каждой изподрешеток исследуемой ФАР из решения системы уравненийл р )-1где е - вектор-столбец измеренных значе ний комплексной амплитуды при каждом из