Устройство для измерения поля антенны

(51) 5 ИЕ ИЗОБРЕТЕН О технике антенетения - повыие калибровки. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Гомельский государственный университет им.Ф.Скорины(56) Авторское свидетельство СССРМ 1255949, кл. 6 01 В 29/10, 1980,Авторское свидетельство СССРМ 1589222, кл. 6 01 й 29/10,16,05.88. . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯ АНТЕН НЫ(57) Изобретение относится кных измерений, Цель изобршение точности и упрощен Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения амплитудно-фазовогораспределения ближнего поля антенны надвух поляризациях.Цель изобретения - повышение точности и упрощение калибровки,На фиг. 1 приведена электрическаяструктурная схема устройства для измерения поля в раскрыве; на фиг. 2 - электрическая структурная схема блокаформирования уп равляюЩих сигналов.Устройство включает СВЧ-генератор 1,выход которого является выходом для подключения исследуемой антенны 2, последовательно соединенные зонд 3,поляризационный модулятор 4, поляризационный фильтр 5 и первый смеситель 6,последовательно соединенные фазоеращаУстройство для измерения поля антенны содержит СВЧ-генератор 1, исследуемую антенну 2, зонд 3, поляризационный модулятор 4, поляризационный фильтр 5, смеси- тели 6 и 8, фазовращатель 7 на 90 О, синхронные детекторы 9-12, блок 13 формирования управляющих сигналов и блок 14 регистрации. Повышение точности измерений достигается за счет исключения погрешности разделения на СВЧ волн с ортогональными поляризациями, а также погрешностей, связанных с разбросом параметрое фазовых модуляторов и неидеальностью сумматора СВЧ-мощности. При этом значительно упрощается также процесс калибровки, Устройство по и, 1 ф-лы отличается выполнением блока 13, 1 з.п,ф-лы, 2 ил. тель на 90 7, вход которого подключен к выходу поляриэационного фильтра 5, и второй смеситель 8. Вторые входы первого 6 и второго 8 смесителей подключены к выходу СВЧ-генератора 1, выход первого смесителя 6 подключен к первому входу первого 9 синхронного детектора, выход второго смесителя 8 подсоединен к первому входу второго 10 синхронного детектора. Устройство также содержит третий 11 и четвертый 12 синхронные детекторы, блок 13 формирования управляющих сигналов, первый выход которого подсоединен к второму входу поляриэационного модулятора 4, второй выход - к вторым входам первого 9 и второго 10 синхронных детекторое, третий выход - к вторым входам третьего 11 и четвертого 12 синхронных детекторов, Выходы первого 9, второго 10, третьего 11 ичетвертого 12 синхронных детекторов подключены к соответствующим входам блока14 регистрации,Блок 13 формирования управляющихсигналов содержит модулирующий генератор 15 синусоидальных сигналов, выход которого является первым выходом блока 13,первый преобразователь 16 синусоидального напряжения в прямоугольное, входкоторого подсоединен к выходу модулирующего генератора 15, а выход является. вторым выходом блока 13, последовательно соединенные квадратор 17, входкоторого подключен к выходу модулирующего генератора 15, и второй преобразователь 18 синусоидального напряжения впрямоугольное, выход которого являетсятретьим выходом блока 13.Устройство работает следующим образом.СВЧ-сигнал, вырабатываемый СВЧ-генератором 1, возбуждает исследуемую антенну 2,. которая излучает во внешнеепространство электромагнитные волны.Зонд 3, например открытый конец круглоговолновода, преобразует падающее на негоэлектромагнитное поле антенны а направляемые волны рабочего типа Н 11 с соответствующими комплексными амплитудами ахи ау. Эти волны поступают в поляризационный модулятор 4, на управляющий вход которого подается синусоидальный сигнал счастотой И иэ блока 13 формирования управляющих сигналов, и преобразуются следующим образом:ах =(ах соз ф+ ау зи ф) еах = ах зи ф + ау соз ф) е фгде ф =ф(1) - угол поворота плоскости поляризации поля;ф = ф с) - соответствующий фазовый сдвиг.При прохождении поляризационногофильтра 5 составляющая ау поглощается, а составляющая ах поступает на первый вход первого смесителя 6 и через фазовращатель на 90 - на первыйвход второго смесителя 8, сигнал ьт генератора 1 подается на второй вход смесителей 6 и 8, сигнал с выхода смесителя 6О 4=авсовр, + В) сса О + аоса (ср+ )всп ср поступает на первый вход первого 9 и третьего 11 синхронных детекторов, а с выхода второго смесителя 8 сигналЩ а,вСпо+)ссхср+а ип(р +4)ипс)споступает на первый вход второго 10 и четвертого 12 синхронных детекторов, При этом на вторые входы первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 синхронных 5 детекторов подаются сигналы с выходов блока формирования управляющих сигналов 12.С выходов первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 синхронных детекто ров постоянные напряжения 01 = ау соз рОз = МАХ соз (рх + а) Ог = ау 3 и у04 = МАХ зи (Ъ + а) 15 поступают на соответствующие входы блока регистрации 14, где преобразуются в цифровой код и обрабатываются с целью вычисления амплитуд и фаз двух поляриэационных составляющих поля исследуемой 20 антенны а,=Я+Я,М р = воп (О 4) асссов - а;ОвО+О а= ВОГ+ ОЗ, уу = з 39 п (Ог) агссоз01 30Неизвестные константы М и а определяются в результате калибровки, которая заключается в следующем.Образцовую антенну с линейной поля ризацией устанавливают вместо испытуемой так, чтобы плоскость поляризации падающего на зонд поля была повернута на 45 относительно оси ОХ. При этом измеряют напряжения 01 о, Ого, Оэо и 04 о на 40 выходах синхронных детекторов и вычисляют М ЯТо+Оао вСОто+ Оо040 Ого а = агсзп - агсз 1 пОо+Оо Оо+Оо 50 Блок формирования управляющих сигналов 13 работает следующим образом.С выхода модулирующего генератора 15 синусоидальный сигнал с частотой И поступает на управляющий вход поляриза ционного модулятора 4 и на входы квадратора 17 и первого преобразователя 16 синусоидального напряжения в прямоугольное, с выхода которого сигнал, описываемый функцией 01 (т) = з)9 п (зп И с), 1679418поступает на управляющие выходы первого 9 и второго 10 синхронных детекторов.С выхода квадратора 17 переменная составляющая сигнала, пропорциональная соз 2 Ис, поступает на вход второго преобразователя 18 синусоидального напряжения в прямоугольное, с выхода которого сигнал, описываемый функцией о 2(т) = з 9 п (соэ 2 И 1), подается на управляющие входы третьего 11 и четвертого 12 синхронных детекторов.Основное техническое преимущество предлагаемого устройства для измерения поля антенны заключается в повышении точности измерений эа счет исключения погрешности разделения на СВЧ волн с ортогональными поляризациями, а также погрешностей, связанных с разбросом параметров фазовых модуляторов и неидеальностью сумматора СВЧ-мощности, Значительно упрощается также процесс ка- либровки формула изобретения 1. Устройство для измерения поля антенны, включающее СВЧ-генератор, выход которого является выходом для подключения исследуемой антенны, последовательно соединенные зонд, установленный с возможностью перемещения в ближней зоне исследуемой антенны, поляризационный модулятор, поляриэационный фильтр и первый смеситель, второй вход которого подключен к выходу СВЧ-генератора, а выход подсоединен к первым входам первого и третьего синхронных детекторов, блок регистрации, входы которого подключены к выходам первого, второго, третьего и четвертого синхронных детекторов, и блок формирования управляющих сигналов, первый выход которого подсоединен к второму вхо ду поляризационного модулятора, а второйвыход - к вторым входам первого и второго синхронных детекторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и упрощения калибровки, в него введены по следовательно соединенные фазовращатель на 90, вход которого подключен к выходу поляризационного фильтра, и второй смеситель, выход которого подсоединен к.цервым входам второго и четвертого 15 синхронных детекторов, третий выход блока формирования управляющих сигналов подключен к вторым входам третьего и четвертого синхронных детекторов.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования управляющих сигналов, включает модулирующий генератор синусоидального напряжения, выход которого является первым выходом блока формирования управляющих сигна лов, первый преобразователь синусоидального напряжения в прямоугольное, вход которого подсоединен к выходу модулирующего генератора синусоидального напряжения, а выход является вторым 30 выходом блока формирования управляющих сигналов, последовательно соединенные квадратор и второй преобразователь синусоидального напряжения в прямоугольное, выход которого является вторым 35 выходом блока формирования управляющих сигналов, а вход квадратора подключен к выходу модулирующего генератора синусоидального напряжения.1619418 Я)0 Составитель П, САвельеведактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 3211 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССРя наб 4/5