Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны

ЕТСКИХ ТИЧЕСК СОЮСОЦИА УБ 2 1 94 С ТИЯМ 12:; й 1.;03й. Йг ОПИСА ОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2(56) Авторское свидетельство СССРУ 1146611, кл. С 01 К 29/10, 1983.Авторское свидетельство СССРУ 534128, кл, С О 1 К 29/10, 1973.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АИПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ВРАСКРЫВЕ АНТЕННЫ(57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения - сокрщение времени измерения амплитудносл то си 14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР фазового распределения поля в раскрь е антенны. Устройство содержит СВЧ- енератор 1, фаэовые манипуляторы 23, измерительные зонды 4 и 5, иседуемую антенну 6, фазовые детекоры 7 и 9, фазовращатель 8 на 90нхронные детекторы 10-13 генераторпрямоугольных импульсов, цифровые елители 15, 16 и 18, инвертор 17 и лок 19 управления и обработки. В устройстве эа счет одновременного ондирования поля по двум столбам и одновременной обработки сигнаов время измерения сокращается в ва раза, 2 ил.Изобретение относится к радиоиэмерениям и может быть использовано для измерения амплитудно-Фазового распределения поля н раскрыве ацтец 5 ны.Цель изобретения - сокращение времени измерений амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны. 10На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплитудно-Фазового распределения поля н раскрыве антенны; на фиг. 2 - эпюры напряжения на выхо де генератора прямоугольных импульсов.Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля н раскрыве антенны включает СВЧ-генератор 20 1, выход которого последовательно через первый 2 и второй 3 фазовые манипуляторы подключен соответственно к входам первого 4 и второго 5 измерительных зондов, установленных с воэможностью одновременного перемещения на расстоянии друг от друга, кратком шагу сканирования. Выход исследуемой антенны 6 подключен к первому входу первого фазового детектора 7 и через 30офазовращатель 8 ца 90 к первому входу второго, Фазового детектора 9.Вторые входы фазовых детекторов 7 и 9 подключены к выходу СВЧ-генератора 1, Выход первого Фазового детектора 7 подключен к первым входам первого 1 О и второго 11 синхронных детекторов, а выход второго фазового детектора 9 . - к первым входам третьего 12 и четвертого 13 синхронных детек торов, Выход генератора 14 прямоугольных импульсов через первый 15 и второй 16 цифровые делители подключен к второму входу первого фазового манипулятора 2 и второму входу второго 11 и третьего 12 синхронных детекторов. Выход первого цифрового делителя 15 через инвертор 17,и третий цифровой делитель 18 подключен к второму входу фазового манипулятора 3 и второму входу первого 10 и четвертого 13 синхронных детекторов. Выходы синхронных детекторов 10, 11, 12 и 13 подключены к соответствующим входам блока 19 управления и обработки.Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны работает следующим образом. Сигнал с выхода СВЧ-генератора 1 через фазовые манипуляторы 2 и 3 подается на измерительные зонды 4 и 5,. которые установлены ца расстоянии друг от друга, кратном шагу сканирования с возможностью одновременного перемещения, н результате чего при перемещении зондов 4 и 5 по вертикали эондируется поле по двум столбцам одновременно. Сигналы, излучаемые зондами 4 и 5, принимаются исследуемой антенной 6, подаются на вход Фазового детектора 7 непосредственно и на вход фазового детектора 9 через Фазонращатель 8 на 90 . На вторые входы фазовых детекторов 7 и 9 с выхода СВЧ-гецератора 1 подается опорный сигнал. Выходной сигнал фазового детектора 7 в виде суммы двух низкочастотных сигналов прямоугольной формь, амплитуды которых пропорциональны Асон ц и А, соз(где А, и ц - амплитуда и фаза поля в точке нахождения зонда 4; А ц р - в точке нахождения зонда 5), подается на входы синхронных детекторон 10 и 11, а выходной сигнал фазового детектора 9 в виде суммь двух низкочастотных сигналон, амплитуды которых пропорциональны А, здпф, и А, здпд, подается на входы синхронных детекторов 12 и 13, Выходной сигнал генератора 14 посту" пает в цифровой делитель 15, где обеспечивается скважность следования импульсов, равная двум с высокой точностью, далее через цифровой делитель 16 подается на вторые входы (управления) фазового манипулятора 2 и синхронных детекторов 11 и 12, а через инвертор 17 и третий цифровой делитель 18 - на входы управления Фазового манипулятора 3 и синхронных детекторов 10 и 13.Таким образом, сигналы управленияоотличаются по Фазе на 90 (независимо от частоты генератора 14) и на выходах синхронных детекторов 10, 11, 12 и 13 выделяются сигналы в виде постоянных напряжений, уровни которых пропорциональны Асон А совЧ, Азпф и А зпЧ соответственно.Эти сигналы поступают на соответствующие входы блока 19 управления и обработки.Представим процесс измерений в виде математических соотношений.(С) и 1(С) - законы модуляции СВЧ гсигнала с помощью фазовых манипуляторов 2 и 153.Модулирующие сигналы отличаютсядруг от друга фаэовым сдвигом на Т/2,На вход управления фазового манипулятора 2 поступает сигнал, имеющий 20вид Всоя 2 ГТ, где Г - частота; аВ - амплитуда генератора (на выходеблока 16, фиг. 2),На вход управления манипулятора 3поступает сигнал с выхода блока 18, 25который отличается от первого управляемого сигнала только фазовым сдвигом на и/2, т.е. этот сигнал имеет вид,Вя 1 п 2 йГт.Таким образом, вьжодной сигнал антенны 6 можно представить в виде 35 Ф40 раскрыве исследуемой антенны, два 45 50 55 1 =; ----- А, Вя Ы(Уо+Ф) ягп 17+о - " я 1 п (Ст/2) г+АВядп(Д,С+ )сояаь Сигнал на выходе антенны 6 имеет+2 Л Всоя(Я,т+ц )сова 1,где Я. = 2 цРЭтот сигнал поступает на входы фаозовращателя 8 на 90 и фазового детектора 7, на выходе которого формируется сигнал, имеющий вид 1 =КАсоя 1 р ягп 2 щ + КА сояцсоядс.,(1) где К - коэффициент передачи фазовогодетектора 7.Выходной сигнал антенны 6, проходяо через СВЧ-фазовращатель 8 на 90 принимает вид т.е. несущая СВЧ-частота терпит отставание по фазе на/2. Далее этотсигнал, пройдя через фазовый детектор9, преобразуется к виду, =КА,ядп 1 у, япЮ+КЛ, я 1 пр сояЫ . (2) Сигнал 1, который состоит из суммы двух ортогональцых частей (1), поступает на первый вход ниэкочастотньж синхронных детекторов 10 и 11. Поскольку на второй вход (на опорные входы) синхронных детекторов поступают два ортогональных сигнала, которые, в свою очередь, попарно синхронны с составными частями сигнала 1 то укаэанные составные части 1, в виде А,сояц, и Агсояр выделяются ца выходах синхронных детекторов 1 О и 11 соответственно. Точно так на выходах синхронных детекторов 12 и 13 выделяются составляющие 1 (2) в виде Ая дп ц, и А яп ц г соответственно,Так как в устройствах для измерения,параметров антенн по полю в их раскрыве время измерения, в основном, уходит на перемещение измерительного зонда по большому количеству столбцов, то предлагаемое устройство позволяет почти в два раза сократить время измерения (йутем одновременного зондирования поля по двум столбцам и одновременной обработки сигналов), в результате чего уменьшаются также погрешности, вносимые временной нес,табильностью аппаратуры. Формула изобретения Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве антенны, включающее СВЧ.генератор, первьп фазовый манипулятор, первый измерительцьп зонд, установленный с возможностью перемещения в фазовых детектора, фазонращатель на90 , два синхронньж детектора, генератор прямоугольных импульсов, блокуправления и обработки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерений амплитудно-фазового распределения поля в раскрыве приемной антенны, в него введены второй иэмерительцьп зонд, второй фазовый манипулятор, третий ичетвертый синхронные детекторы, трицифровых делителя и инвертор, приэтом первый и второй измерительныезонды установлены с воэможцостью одновременного перемещения ца расстоянии друг от друга, кратном шагу сканирования, а их входы через первьп ивторой фазовые манипуляторы подключены к выходу СВЧ-генератора, выход ис1490654 ВихорКлока Фиг,2 Составитель П.СавельевТехред Л,Олийнык Корректор Т.Колб Редактор А.Лежнина Заказ 3752/54 Тираж 713 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 следуемой антенны подключен к первому входу первого фазового детектора ио через фазовращатель на 90 к первому входу второго фазового детектора, опорные входы первого и второго фазовых детекторов подсоединены к выходу СВЧ-генератора, первые входы первого и второго синхронных детекторов подключены к выходу первого фазового детектора, первые входы третьего и четвертого синхронных детекторов подсоединены к вьходу второго фазового детектора, выходы первого, второго, третьего и четвертого синхронных детекторов подключены к соответствующим входам блока чправления и обработки, последовательно соединенные первый цифровой делитель, выход которого подсоединен к выходу генератора прямоугольных импульсов, и второй цифровой делитель, выход которого подключен к второму входу первого фазового манипулятора и вторым входам второго и третьего синхронных детекторов, последовательно соединенные инвертор, вход которого подключен к выходу первого цифрового делителя, и третий цифровой делитель, выход которого подсоединен к второму 15 входу второго фазового манипулятораи вторым входам первого и четвертого синхронных детекторов.