Способ измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки

Союз Советских Социалистических РеспубникОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 23.07.79 (21) 2800260/18-09 (ф)М с присоединением заявки Нов 501 Р 29/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 0711.81(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ Изобретение относится к антенной технике.Известен способ измерения диаграммы направленности фазированнойантенной решетки ФАР ) путем вычисления ее по измеренному амплитудно-фазовому распределению поля ФАР,причем напряженность суммарного поля в различных точках выбраннойдля измерения поверхности регистрируется измерителем поля, а опорныйсигнал излучается вспомогательнойантенной опорного канала 1 1).Недостатком известного способаявляется низкая точность измеренийпри необходимости записи поля в пределах большой площади, то есть длякрупногабаритных ФАР, в связи с необходимостью использования движущихся механических устройотв, вспомогательной радиолинии опорного канала, а также ВЧ - тракта, соединяющего генератор и антенну опорного канала,Известен также способ измерениядиаграммы направленности ФАР, включающий генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его измеряемой ФАР при поочередной модуляции Фазы сигнала кажцого элемента ФАР, прием суммарного сигнала ФАР с. выделением из него модулируемого по фазе сигнала каждого элемента ФАР, измерение амплитуды иФазы выделенного сигнала путем сравнения с опорным сигналоми вычисления диаграмьы направленности по результатам измерений 21однако и этот известный способ необеспечивает высокую точность измЕрений.Цель изобретения - повышение точности измерений.Для этого в способе измерения диаграммы направленности ФАР, вклрчаю 15 щем генерацию контрольного сигналасверхвысокой частоты, излучение егоизмеряемой ФАР при поочередной модуляции фазы сигнала каждого элементаФАР,. прием суммарного сигнала ФАР с20 выделением из него модулируемого пофазе сигнала каждого элемента ФАР,измерение амплитуды и Фазы выделенного сигнала путем сравнения с опорным сигналом и вычисления диаграммынаправленности по результатам измеренийв качестве опорного сигналаиспользуют суммарный сигнал ФАР,принимаемый в период, предшествующийначалу модуляции фазы сигнала очеред 30 ного элемента ФАР, задержанный навремя, равное э=ому периоду, причемпродолжительность укаэанного периода больше периода измерения сигналаочередного элемента ФАР.На чЕртеже приведена структурнаясхема устройства, реализующего способ.Устройство содержит генератор 1,измеряемую ФАР 2, неподвижный зонд 3,модулятор 4, синхронизатор 5, линию бзадержки, коммутаторы 7 и 8, блок.9 измерения параметров сигнала и индикатор 10,Способ измерения диаграммы направленности ФАР реализуется следуРщим образом.Тестовый сигнал СВЧ на частотеОот генератора 1 поступает на ФАР 2,которая работает в передающем режиме. Неподвижный зонд 3, установленный в промежуточной или дальней зоне, принимает суммарный сигнал ФАР 2,число элементов которой равно Й . . 20Каждый элемент ФАР 2 содержит фазовращательИзмерение амплитуды и фазы очередного из Й контролируемого элементаФАР 2 осуществляют за два такта (пе- дриода) длительностью Т 1 и Т, причем -Г1 . Период Т условно именуют периодом формирования опорногосигнала, а суммарный сигнал ФАР 2,принятый неподвижным зондом 3 в период Т - опорным сигналом, Т- период измерений,С помощью фазовращателей И элементов ФАР 2, управляемых модулятором 4, Устанавливают в период Т 1 фазу опорного сигнала, а в период Т -фазу сигнала очередного изконтролируемого элемента ФАР 2 в пределах0-2 Г; Частота 3 модуляции сигналаочередного контролируемого элемента4 ОФАР 2 выбирается из условия9 юЭта последовательность работы фазовращателей элементов ФАР 2 обеспечивается за счет подачи на модулятор4 синхроимпульсов с выхода синхронизатора 5,Суммарный сигнал, принимаемый неподвижным зондом 3, поступает на линию б задержки и на первый вход коммутатора 7. С выхода линии б задерж Оки суммарный сигнал поступает на первый вход коммутатора 8. Время задержки Ввыбирается из условия + = Т 1,Коммутаторы 7 и 8 в исходном состоянии закрыты и открываются на периодизмерений Т импульсами, которые свыхода синхронизатора 5 поступаютна вторые входы коммутаторов 7 и 8.Таким образом, на один из входовблока 9 измерения параметров сигналапоступает суммарный сигнал ФАР 2, 60сформированный в период Т, а .надругой вход - в период Т, т.е.опорный сигнал.В блоке 9 измерения параметровсигнала происходит выделение модулированного сигнала очередного из К контролируемого элемента из суммарного сигнала ФАР 2 и измерение амплитуды и фазы выделенного сигнала, которые в виде цифровых кодов поступают на входы индикатора 10, в частности ЭЦВМ,Последовательно измеренные значения параметров сигналов элементовФАР 2 с учетом расстояния от неподвижного зонда 3 до каждого изэлементов ФАР 2 хранятся в памятиЭЦВМ.Диаграмму направленности ФАР 2находят как дискретное преобразованиеФурье от амплитудно-фазового распределения по ее элементам,Для вычисления диаграммы направленности ФАР 2 может быть использованалгоритм быстрого преобразованияфурье, который позволяет производитьвычисления за время порядка нескольких секунд, Таким образом, все измерение занимает не больше несколькихминут,При измерении диаграммы направленности ФАР 2, работающей в приемном режиме, тестовый сигнал СВЧ излучают неподвижным зондом 3, а дляформирования опорного сигнала используют суммарный сигнал на выходеФАР 2.Способ измерения диаграммы направленности ФАР 2 по сравнению спрототипом позволяет повысить точность измерений за счет того, чтоотсутствует необходимость передачиопорного сигнала по ВЧ-тракту иливспомогательной радиолинии опорногосигнала от генератора СВЧ к блокамизмерений. Это особенно важно, когдаФАР 2 и неподвижный зонд установлены на различных объектах, напримерФАР 2 - на корабле, неподвижныйзонд 3 - на берегу,Формула изобретенияСпособ измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его измеряемой фазированной антенной решеткой ( ФАР) при поочередной модуляции фазы сигнала каждого элемента ФАР, прием суммарного сигнала ФАР с выделением из него модулируемого по фазе сигнала каждого элемента ФАР, измерение амплитуды и фазы выделенного сигнала путем сравнения с опорным сигналом и вычисления диаграммы направленности по результатам измерений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве опорного сигнала используют суммарный сигнал ФАР, принимаемый в период, предшествующий началу модуля13/16ВНИИПИ Роспо делам3035, Моск ираж 735 дарственно изобретени а, Ж 35, Р о аз лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна ции фазы сигнала очередного элемента ФАР, задержанный на время, равноеэтому периоду, причем продолжительность указанного периода больше периода измерения сигнала очередногоэлемента ФАР,Источники ииформации,принятые во внимание при экспертизе 1.Фракии А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антеннофидерных устройств. М., "Связь", 1972, с. 233. 2. Авторское свидетельство СССР5 Р 476522, кл. 6 01 Й 29/10, 1973про- тотипУ. Подпискомитета СССРи открытийушская наб., д.4