Способ измерения коэффициента усиления антенны радиолокационной станции

(51 4 а 01 В 29/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3 . О НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5/24-098588. Бюл. У 6.альная аэрологическая оГоскомгидрометаиаков7;621.396.67(088.8)Ф, Техника измерения ннем. М.: ГИФМЛ, 1963,ьство ССС 29/10, 19(54) СПОСОБ ИЗМЕРУСИЛЕНИЯ АНТЕННЫСТАНЦИИ(57) Изобретениешение точности из ления антенны приУстр-во, реализжит приемопередатную антенну (ИА) ЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ чик 1, изм 2, У-цирку рителятор Сл(56) ТишерСВЧ/Пер. сс. 3.16-317.Авторское свУ 131799, кл. О обеспечивает повымерений коэф. усиемопередающей РЛС. ующее способ, содераттенватор 4, СВЧ-переключатель 5,эталонную антенну (ЭА) 6. Способ за"ключается в том, что сигналом радиопередатчика 1 с помощью ИА 2 облучавт пространственно-распределеннуюцель 7. Отраженный от цели 7 сигналпринимается ИА 2 и ЭА 6, Затем осуществляется сравнение принятых сигналов. Сначала измеряется мощностьсигнала, принятого ЭА 6 и прошедшего через СВЧ-переключатель 5 и У-циркулятор 3. Затем измеряется мощность сигнала, принятого ИА 2 и прошедшего через У-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5 и опятьУ-циркулятор 3. Введением ослабления в аттенваторе 4 добиваются равенства мощностей, принятых ИА 2 иЭА 6. По отношению принятых ИА 2 иЭА 6 сигналов, фиксируемому аттенюатором 4, определяется коэф. усиления ИА 2. 1 ил,55 Изобретение относится к техникеантенных измерений и может быть использовано в радиолокационной технике.Целью изобретения является повы 5шение точности измерений коэффициента усиления антенны приемопере"дающей радиолокационной станции (РЛС),На чертеже представлена структурная электрическая блок-схема устройства, реализующего способ изме"рения коэффициента усиления антенны РЛС.Устройство для измерения коэффициента усиления антенны РЛС содержитприемопередатчик 1, измерительную антенну (ИА) 2, У-циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключатель 5, эталонную антенну (ЭА) 6, пространственнораспределенную цель 7,Устройство для измерения коэффи- ., циента усиления антенны РЛС работает следующим образом.25Сигнал передатчика РЛС, работающего в импульсном режиме, через циркулятор 3 подается на ИА РЛС 2, излу. чается в свободное пространство и, отражаясь от цели 7, облучает ИА 2 и ЭА 6. Сначала СВЧ-переключатель 5 подключает к четвертому плечу циркулятора 3 эталонную антенну 6, и принимаемый ею сигнал через СВЧ-переключатель 5 и циркулятор 3 поступает на вход приемника РЛС, где измеряет ся его мощность. Затем СВЧ-переключатель 5 подключает к четвертому плечу циркулятора 3 его третье плечо и сигнал, принимаемый ИА 2, через циркулятор 3, аттенюатор 4, СВЧ-переключа О тель 5 и снова циркулятор 3 поступает на вход приемника РЛС. Введением ослабления в аттенюаторе 4 можно добиться равенства мощностей, поступающих на вход приемника с антенн 2 и 45 6. При этом показание аттенюатора 4 импульсная мощность передатчика РЛС;КУ ИА;пространственная протяженность зондирующего импульса;удельная площадь обратного рассеяния ПРМЦ; дают отношение мощностей, принимаемых антеннами 2 и 6.Способ измерения коэффициента усиления (КУ) антенны РЛС основан на сравнении мощности сигналов, иэлученных передатчиком РЛС, рассеянныхпространственно распределенной множественной целью (ПРМЦ) и принимаемыхпоочередно измерительной антенной(ИА) и эталоннойантенной (ЭА) с известным КУ. В качестве ПРМЦ могутбыть использованы как естественныеобразования, например осадки для РЛСсантиметрового диапазона, так и облака металлизированных диполей и лент. Дпя обеспечения идентичности рассе" ивающей сигнал цели.для ИА и ЭА напередачу всегда работает ИА. При этоммноголучевость распространения радиоволн не оказывает влияния на точностьизмерений, так как для различных частей ПРМЦ интерференционный множительтрассы распространения радиоволнмногократно принимает все возможныезначения, а мощность, принимаемаяантеннами, определяется всей областьюцели, попадающей в главный максимумдиаграммы направленности ИА,Способ измерения коэффициента усиления антенны РЛС состоит в следующем.К приемнику и передатчику РЛСподключается ИА 2, и с помощью РЛС,работающей в штатном режиме, осуществляется поиск ПРМЦ 7 в рабочем сек"торе углов ЭА 6. Затем к приемникуРЛС подключается ЭА 6 так, что ИА 2продолжает работать на передачу, измеряется мощность сигнала РЛС, отраженного обнаруженной целью и принятого ЭА 6. После этого к приемникуРЛС подключается ИА 2 и измеряетсяотношение мощностей сигналов РЛС,принимаемых на ИА 2 и ЭА 6. При этоммощность сигнала, принимаемого ИА 2,равна потери в тракте РЛС при ра"боте на ИА;потери на трассе; расстояние до цели;диаграмма направленности ИА;интерференционный множительтрассы распространения;1314151 р " коэффициент отражения отподстилающей поверхности;Ь - высота ИА над подстилающей44поверхностью; Р. =РРО О.О)сс/2)2 ь.ь.(1/)44)В ) 1 ГО(О,О)Р,(О)Г(О,О)РО(О)ОООО, Р (0) - интерференционный множитель трассы распространения; 1) - высота ЭА 6 над подстилаю" щей поверхностью. Отношение принимаемых мощностей 15 равноР-/Р. = (ОЬ с 1 О (О, О) Р . (О) ООО О) /О, Ь. 1 Р Л О, О)Р- (61 (О,Ч)Р-(0)д 48 д 9. 20Если диаграмма направленности ЭА6 несколько раз шире диаграммы ИА 2,можно положить 1 (ОО "- 1 в областипространства, где Г (В, Ч) отличаетсяйот нуля с требуемой точностью. Таккак Й(9, у)0, то по теореме о сред/Рй э й й й 30 где )означает усреднение по 0.При малых углах места ИА 2 и ЭА 6(Р(В)Р,(В) ) .-(1+4 р+р)прй 4)1 1 ь Й В/ь 1 О354 ЯЬ. 0-,/Л 1,4 (ЬЬ-)6 //) О,где 6 -- ширина диаграммы направлено,ности ИА по уровню 0,1 относительно максимума.ТогдаО О-К(1-П -) (Р/Р,) О (2)где К=1 ь Й(8, Ч)ь 26 ду/1(6, 4) ЙОЩ,Значение коэффициента К в формуле(2 ) может быть вычислено по форме диаграммы направленности ИА. Так, приаппроксимации 1 й(8,гауссовой кривой до уровня 0.1 относительно максимума К=1,902, приемника с антенн 2и 6. При этом показания аттенюатора4 дают отношение мощностей, принимаемых антеннами 2 и 6,Способ измерения КУ антенны РК-55позволяет повысить точность измеренийКУ антенн РЛС на реальной позиции.Повышение точности измерений достигается эа счет того, что измеряется где Р =1+ррсоз(4%В,д(М)- КУ ЭА 6; Ь - потери в тракте РЛС при работе на ЭА 6;( 9, чс)- диаграмма направленности ЭА 6;рабочая длина волны РЛС; Мощность сигнала, принимаемогоЭА 6, равна нем выражения Р(6) и Р, (6)Р й( 0) подЙзнаком интеграла можно заменить их средними значениями в области д О где 1 й(8, ц) отличается от нуля с требуемой точностью. Тогда выражение 1 принимает вид мощность радиолокационного сигнала,отраженного от ПРМЦ. При этом наточность измерений не оказывает влияния интерференция прямых и отраженныхот подстилающей поверхности лучей,так как при рассеивании радиоволн отПРМЦ происходит пространственное усреднение интерференционного множите"ля трассы распространения радиоволнпо облучаемому объему цели. формула изобретения Способ измерения коэффициента усиления антенны радиолокационной станции, заключающийся в облучении электромагнитной волной пространственно распределенной цели, расположенной в дальней зоне измерительной антенны радиолокационной станции (РЛС), приеме отраженного от пространственно распределенной цели сигнала антенной РЛС и эталонной антенной с известным коэффициентом усиления, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента усиления антенны приемопередающей РЛС, облучение пространственно распределенной цели осуществляют измерительной антенной РЛС, прием этаЗаказ 570/41 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 5 1374151 блонной антенной сигнала, отраженно- пределенной цели измерительной антенго от пространственно распределенной ной РЛС, а коэффициент усиления изцели, осуществляют при максимуме при- мерительной антенны определяют по от" нятого отраженного сигнала измери-ношению сигналов, принятых эталонной тельной антенной РЛС путем изменения антенной и измерительной антенной5угла облучения пространственно рас- РЛС.