Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенны

(50 4 С 01 К 29/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 11 Ф,";Ц ф Е 61;А К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Методы измерения характериантенн СВЧ./Под ред, Н.М.ЦейтлиМ,: Радио и связь, 1985, с. 91Методика выполнения измеренииопределения параметров по полю враскрыве, ГОСТ 8.309-78.(54) УСТРО 11 СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В РКРЫВЕ АНТЕННЫ(57) Изобретение относится к измниям параметров антенн, Цель изтения - повышение точности. Устрвключает последовательно соединег-р 1, подвижный тракт 2 и зондмеханизм 4 перемещения зонда 3,ритель 6, блок 7 управления и рерации. С целью повышения точност введены четыре вспомогательных антенны 8 и переключатель 9. Предполагается, что координаты антенн 8 известны с высокои точностью и электрическиедлины неподвижных трактов стабильны.В предлагаемом устр-ве аппаратурныепогрешности уменьшаются в несколькораэ. Это объясняется тем, что измерение амплитудно-фазсвого распределения (АФР) в каждой точке производится с учетом поправок, уточняющих положение и фазу возбуждения зонда, полученных фазовым методом. Введение всхему измерений новь 1 х блоков позволяет перейти к принципиально новому типу устр-в для измерения ЛФР в раскрыве антенны, в которых вместо обеспечения стабильности координат и фазывозбуждения подвижного зонда постоянно производится определение координати фазы возбуждения зонда, а результатыизмерений ЛФР корректируются в соответствии с определенными величинами. а.Изобретение относится к области измерений параметров антенн и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения ан 5 тенны.Цель изобретения - повышение точности.На фцг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для 1 О измерения амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенны; на фиг.2 - пример расположения вспомогательныхантенн,Устройство для измерения амплитудцо-фазового распределения (АФР) нключает последовательно соединенные генератор 1, подвижный тракт 2 и зонд3, механизм 4 перемещения зонда 3 враскрыве антенны 5 (в состав устройства не входит), измеритель 6, опорный вход которого подключен к выходугенератора 1, а выход - к второмувходу блока 7 управления и регистрации, первый вход которого подсоеди 25нец к выходу механизма 4 перемещения.Выходы четырех вспомогательных антенн 8 подключены к соответстнующимвходам переключателя 9, пятый входкоторого подсоединен к выходу антенны 5, Выход переключателя 9 подключенк измерительному входу измерителя 6,а управляющ,й вход - к выходу блока7 управления и регистрации.Устройство работает следующим образом,При измерении ЛФР антенны 5 в каждой точке поочередно производится измерение амплитуды и фазы сигнала,принятого антенной 5, и фаэ сигналов 40принятых каждой цз четырех вспомогательных ац.ецц 8. 11 змеренные фазысигналов, принятых каждой вспомогательной антенной 8, используются дляточного определения координат зонда 453 и электрической длины подвижноготракта 2, а амплитуда и фаза сигнала,принятого антенной 5, используетсядля определения АФР.Принцип работы основан на том,что грубо известные координаты зонда3 (с точностью до половины длины волны) и электрическая длина подвижноготракта 2 при измерении АФР в каждойточке уточняются фазовым способом поизмеренным величинам фаз сигналов,принятых вспомогательными антеннами8. При этом предполагается, что координаты вспомогательных ацтецц 8известны с высокой точностью и элект 11+ 1,п,+ С 1 где р. - расстояние от зонда до г-й3вспомогательной ацтенны 8;Е - электрическая длина подвижЛтного тракта 2;С - неизменная в процессе измерений константа,определяемая разностью электрических длин тракта от генератора 1 до измерителя 6 и тракта от антенны 5 до измерителя 6; операция взятия дробной части от числа.Кроме того, от механизма 4 перемещения в блок 7 управления и регистрации поступают значения величинГ где о . - грубое значение расстоянияЭ Гот зонда 3 до г-й (г = 1, 2, 3, 4) вспомогательной антенны 8, известное с точностью до полонины длины волны.Целое число длин волн Б; определяется по грубо известному положению зонда РГ; 1Б +л 2(2) где о . - грубо известное расстояниеГот зонда 3 до г-й вспомогательной антенны 8;1 - операция взятия целой части числа.Для определения АФР электрическая длина подвижного тракта 2 должна быть неизменной в процессе измерений константы и известна с точностью до целого числа длин волн. Обозначают ее как 1 Таким образЬм получают систеому четырех уравнений(Г, - 1.,)(г = 1,2,3,4), (3) рические длины неподвижных трактов стабильны, Погрешность грубого определения координат зонда 3 не должна превышать пбловины длины волны во избежачие получения неоднозначности результатов измерений АФР.При измерении АФР в некоторой точке измеритель 6 поочередно измеряет разности фаз ч",.(г = 1, 2, 3, 4) между сигналом, принятым г-й нспомогательной антенной 8, и опорным сигналом, а кроме того, между сигналом, принятым антенной 5, и опорным сигналом, и передает значения величин , в блок 7 управления и регистрации.(1=1,1,3,4) - координаты 1-й вспомогательной антенны 8,которые можно считатьизвестными точно, авеличиныг Г Рг 1 1Р . =с ++ 1 1 (4)2 Ю 2определяют в блоке управления и ре гистрации в процессе измерений по данным 1. и в1)г,Решая систему четырех квадратных уравнений (3), можно определить с точностью до константы фазу возбужде ния зонда 3. В дальнейшем АФР в раскрыве антенны 5 определяется, как в прототипе, с учетом поправок, уточняющих координаты и фазу возбуждения зонда 3. 20В прототипе при проведении измерений в миллиметровом диапазоне волн погрешность измерений определяется погрешностью подвижного тракта 2 и погрешностью установки координат зон да 3 механизмом 4 перемещения, которые являются определяющими и превышают погрешности других элементов устройства, поэтому в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн 30 практическая целесообразность и возможность создания стенда для измерения АФР определяются указанными погрешностями. Реально эти погрешностиов пределах 20 получить сложно, поэтому в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах волн измерения АОР антенн при помощи известного устройства на стандартном подвижном тракте и механизме перемещения трудно реа лизуемы. В предлагаемом устройстве аппаратурные погрешности уменьшаются в несколько раэ, Это объясняется тем, что измерение АФР в каждой точке производится с учетом поправок, 45 уточняющих положение и фазу возбуждения зонда, полученных фаэовым методом. Сравнение предлагаемого устройства с прототипом показывает, что введение новых блоков в схему измерений позволяет перейти к принципиально новому типу устройств для измерения АФР в раскрыве антенны, в которых вместо обеспечения стабильности координат и фазы возбуждения подвижного зонда постоянно производится определение координат и фазы возбуждения зонда, а результаты измерений АФР корректируются в соответствии с определенными величинами.Ф о р м у л а и з обретенияУстройство дпя измерения амплитудно-фазового распределения в раскрыве антенны, включающее последовательно соединенные генератор подвижный тракт и зонд, а также механизм перемещения зонда, измеритель и блок управления и регистрации, первый вход которого подсоединен к выходу механизма перемещения, а второй вход - к выходу измерителя, опорный вход которого подключен к выходу генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены четыре вспомогательные антенны и переключатель, причем выход каждой вспомогательной антенныподключен к соответствующему входу переключателя, пятый вход которого является входом для подключения исследуемой антенны, а выход переключателя подсоединен к измерительному входу измерителя, управляющий вход переключателя подключен к выходу блока управления и регистрации, при этом оси вспомогательных антенн направлены в точку пересечения поверхности перемещения зонда и оси исследуемой анте нны.1506393 Составитель П.Савельевактор О.Урковецкая Техред М.Ходанич Корректор Т,Папи НТ С изводственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектна Заказ 5432/48 Тираж 714 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Ж