Сканирующее устройство измерителя волнового поля

(191 (И) А СЮ 4 С 0 Е 29/1,0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОЬУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Кагсй 8 Я К где ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский радиоизический институт(56) ТЕЕЕ Тгапзасдопз Апсеппаз апйРгораяай 1 оп, 1980, АР, У 2,(54)(57) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕ.РИТЕЛЯ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ, содержащеезонд, установленный на стреле, которая закреплена на башне с возможностью вращения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерения волнового поляантенн, установленных в зенит с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, стрела выполнейадвухкон-. сольной, симметричной, вантово-стерз- невой, установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и снабжена инерционными грузами, при этом углы между стержнем стрелы и вантами определяются из следующих соотношений.р,агсй 81 ц. К,8 - ускорение свободного падения;юС, - угол между стержнем стрелы. и вантой к центру тяжестиинерционного груза; Ю - угол между стержнем стрелыи вантой кцентру тяжестистержня;Я - скорость вращения стрелы; Е, - радиус вращения центра тяжести инерционного груза; Е- радиус вращения центра тяжести стержня стрелы.где 11 ем о, = агсе 8 Изобретение относится к антеннойтехнике, предназначено для измеренийпараметров СВЧ-антенн и может бытьиспользовано для измерения параметров акустических антенн и для измерения поперечников рассеяния объектов.Известно сканирующее устройство,используемое при измерении параметров антенн направленных в зенит йвращающихся вокруг вертикальной оси, 1 Ов которых зонд перемещается поступательно по горизонтальной направляющей, пересекак 1 щей эту ось,/Недостатком этого устройстваявляется то, что направляющая дляперемещения зонда вследствие большойдлины имеет прогибы и собственныеколебания, возникающие под действием внешних сил например, ветра) .Вследствие. этого снижается точ".ность перемещения зонда по заданнойтраектории при измерении параметровантенн значительных размеров.. Кроме того, при использованииэтого устройства возникают значительные трудности, связанные с,неискаженной передачей сигнала,от неподвижного генератора к подвижному измерительному зонду. При использованиигибкого кабеля искажения сигнала возникают вследствие перегибов кабеля.Для этой цели также может быть использована система отрезков или жестких кабелей, соединенных сверхвысокочастотными вращающимися соединениями. Однако увеличение числа такихсоецинений приводит к искажению сиг- .нала, а при малом числе соединенийувеличиваются габариты устройства.Наиболее близким техническим реше-ф.нием "к изобретению является сканирующееоустройство измерителя волнового поля, содержащее зонд, установлен.ный на стреле, которая закреплена набашне с возможностью вращения.Данное устройство имеет недостаточную точность. измерения волновогополя антенн, установленных в зенит свозможностью вращения вокруг вертикальной оси. 50 Целью изобретения является повыше" ние точности измерения волнового поля антенн, установленных в, зенит с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.Поставленная цель достигается тем, что в сканирующем устройстве измерйтеля волнового поля, содержащем зонд, установленный на стреле, которая закреплена на башне с возможностью вращения, стрела выполнена двухконсольной, симметричной, вантово-стержневой, установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и снабжена инерционными грузами, при этом углы между стерж" нем стрелы и вантами определяются из следующего соотношения:М = агсС 8 Я -1 д 9 КД ускорение свободного падения;угол между стержнем стрелыи вантой к центру тяжестиинерционного груза;угол между стержнем стрелыи вантой к центру тяжестистержня;скорость вращения стрелы; К, - радиус вращения центра тяжести инерционного груза;К - радиус вращения центра тяжести стержня стрелы.На чертеже представлено сканирую-. щее устройство измерителя волнового поля, фСканирующее устройство содержит зонд 1, установленный на стреле, ко торая закреплена на башне 2 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Антенна 3 установлена в зенит также с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Стрела выполнена двухконсольной, симметричной, вантово-стержневой и снабжена инерционными грузами 4. Ванты 5 и 6 соединяют верхнюю часть основания 7 стрелы с центрами тяжести инерционных грузов 4 и стержней 8 стрелы соответственно.Симметричность стрелы обеспечивает взаимную компенсацию сил, действующих на основание 7 со стороны кон солей стрелы, балансировку-и устойчивость конструкции.Углы к между стержнями 8 и соответствующими вантами 5 и 6, угловая скорость ю вращения стрелы и радиусы К, вращения центров тяжес ти инерционных грузов 4 и стержней 8 соответственно связаны соотношениВ статическом состоянии стрела нагружена силой тяжести инерционных грузов 4 и стержней 8, при этом на ванты 5 и 6 действуют растягивающие. напряжения, а на стержень 8 - сжимаю. 5 щие, В режиме сканирования исследуемая антенна 3 приводится в медленное вращение со скоростью 5 вокруг вертикальной оси с помощью привода или устанавливается на вращающейся 10 платформе. Величина скорости 5 определяется быстродействием измерительной аппаратуры. Стрела приводится,в быстрое вращение со скоростью И с помощью опорно-поворотного усто ройства. Величина скорости ц определяется геометрией стрелы. Инерционные грузы 4 обеспечивают стабилизацию пространственного гЖложения оси вращения стрелы.за счет увеличения 20 момента инерции стрелы при малой массе последней. Кроме того, инерци". онные . грузы 4, действуя в процессе вращения на элементы стрелы (стержни 8 и вайты 5 и б), обеспечивают повышение ее общей жесткости при малой массе за счет перераспределения рабочих нагрузок стрелы исклЮчитель-: . но на ванты 5 и 6. Происходит это следующим образом. Усилия сжатия, ко-З 0 торце испытывают стержни в статическом режиме, компенсируются усилиями растяжения, действующими на стержни 8 со стороны инерционных грузов 4 в динамическом режиме. В результате 35 этого он перестает быть силовым элементом конструкции и необходим только для размещения тракта СВЧ. На ванты 5 и 6 при вращении продолжают действовать растягивающие усилия, 40 направленные вдоль их осей, что устраняет их провисание, увеличивает жесткость и, как следствие, приводит к сохранению геометрии стрелы в процессе сканирования. Сканирование 45 производится в горизонтальной плоскости, вследствие чего при равномерном вращении стрела испытывает постоянные силовые нагрузки, что также способствует повышению стабильности 50 геометрии стрелы за время. измерений. Постоянство геометрии стрелы и стабилизация пространственного положения оси ее вращения обеспечивает высокую точность перемещения зонда, установленного на конце стрелы, по заданной траектории.Малая масса стрелы, а также ее малая парусность вследствие отсутствия дополнительных элементов жесткости позволяют обеспечить высокую скорость сканирования с малыми энерго- затратами.За счет быстрого вращения стрелысокращается время измерений, в резуль. тате уменьшается влияние изменений параметроз узлов, входящих в измери" тельный комплекс. Следствием этого является повышение точности измерений. Сокращение цикла измерений дает возможность проведения повторных измерений в заданное время.о При сканировании все тракты СВЧ имеют постоянную длину, не изгибаются. Передача СВЧ-энергии от зонда к блоку обработки (на чертеже не показан) осуществляется с помощью одного вращающегося высокочастотного соединения (в месте соединения стрелы и башни), что обеспечивает минимальное искажение сигнала.Кроме того, разработанное сканирующее устройство обеспечивает по- вышенную точность измерения параметров антенн, направленных в рабочем положении в зенит, так как разработанная конструкция исключает искажения поля антенны за счет отражения поверхности Земли и искажения отражающей поверхности антенны.В сравнении с базовым объектом разработанное устройство при исполь-. зовании в измерительных комплексах позволяет с более высокой точностью измерять параметры любых СВЧ-антенн. Таким образом, в разработанном сканирующем устройстве конструкция стрелы обеспечивает стабилизацию пространственного положения оси вращения стрелы и постоянство геометрии стрелы при ее малой массе, что позволило повысить точность перемещения зонда по заданной траектории при малой массе стрелы и обеспечить тем самым положительный эффект.. 1123383 актор О.Филиппова Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик сно зводственно-полиграфическое предприятие,ород, ул. Проектная аз 473/1ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москва Тираж 731 Подлрственного комитета СССРзобретений и открытий Ж, Раушская наб., д.4/5