Способ определения фазового центра антенны

(54) СПОСОБ ОПРЕЦЕНТРА АНТЕННЬ(57) Изобретение отнных измерений, мо ЛЕНИЯ ФАЗОВО нике ан- СПОЛЬЗО- о центра вышение процесса нтенны элкоординат, на фиг,2 - ля, В котоие относи- а фиг.3 - нны относь которой исследуеРассмотривектора Пойтиориентации плнапряженностиВ системезанной с точкоивектор электрилипс, лежащийплоскость явля определени га с помощь оскости вра электрическ координат х, измерений в еского поля в некоторой ТСЯ КаРтИННО е направленияю определениящения вектораого поля,у,г (фиг.1), свяполе антенны, описывает элплоскости. Эта й и единичный им об ом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетМ 1350625, кл. 6Захарьев Л,Н. и дхарактеристик антенсвязь, 1985, с.19-23,сится к технике антенет быть использовано Изобретение относится к тетенных измерений и может бытьвано для определения фазовоантенны,Цель изобретения - пооперативности и упрощениеопределения фазового центра алиптической поляризации,На фиг.1,показана системасвязанная с точкой измерения;взаимное расположение точек порых измеряют его составляющтельно исследуемой антенны; нрасположение турникетной антесительно исследуемой антенны, оизвестна; на фиг.2 и 3 показанымая 1 и турникетная 2 антенны.Способ реализуется следующ Ж 1702325 А 1 для определения фазового центра антенны. Цель изобретения - повышение оперативности и упрощение процесса. измерений. Указанная цель достигается тем, что с помощью вспомогательной антенны измеряют в двух разнесенных точках поля исследуемой антенны три ортогонально-линейные комплексные компоненты электрического поля, определяют углы ориентации векторов, нормальных к плоскости вращения вектора напряженности электрического поля, принимают их направляющими векторами двух прямых и определяют их точку пересечения, соответствующую фазовому центру. Повышение оперативности обусловлено измерением составляющих поля только в двух точках. 3 ил. Известно, что фазовый центр антенны есть точка, из которой исходят сферические волны, Определяя направление вектора Пойтинга, поле излучения антенны, можно определить прямые линии, для которых эти вектора являются направляющими. Эти прямые пересекаются в фазовом центре антенны, Для определения точки пересечения достаточно определения двух прямых.1702325 5 10 15 20 25 6 агс 1 ц нормальный вектор й определяет направление вектора Пойтинга ПП" йП, (1)Предположим, что непосредственному измерению подлежат три комплексные проекции вектора Е на оси выбранной системы координат Ех,Еу, Е. Введем местнук систему координат , ц, ), связанную с волной.Начало местной системы совпадает с началом системы х,у,г, а эллипс поляризации , лежит в плоскости ц), Переход от систе мы х,у,г к системе ,осуществляется с помощью известных преобразований, которые, записанные через углы Эйлера р, О, ф, имеют вид при ф = тг/2 (выбор ф = л/2 соответствует положению осив плоскостих, что не оказывает влияния на конечный результат);(2)Соотношениями (2) связаны также составляющие поля Ех, Еу, Е и В, Е, Е Единичный вектор и является также единичным нормальным вектором к плоскости расположения эллипса3)Для плоской волны справедливо соотношение(Е й) =О, И) , которое в развернутом виде можно запи, сать Ф Ех ви Ови ф- Еу зи Осов ф + Ет сов О =- О;Я( 1 ф Ех зи Ови у- Еу зи Осов О+ Ек. соз О = О,(5) где Ех= Ехе, Еу= Еуе, Е= ЕеМхйуФгзнак обозначает комплексное сопряжение,Решая систему (5) относительно углов р иО, получим: Для того, чтобы решение (7) удовлетворяло исходному уравнению, выбираешься знак "плюс" при извлечении корня. Кроме того решения (6) и (7) можно представить через ортогонально круговые компоненты, параметры Стокса.Таким образом, единичный вектор нормали М определяется Л= х зп Ояпср+ у(-япОсоя р) +Хссах О(8) Проекции на оси х,у,г в выражении (8) можнонепосредственно выразить через компоненты Ех, Еу, Е 7 и (ах - ау),(ау - ) и ах-а,).Направление нормали 1 соответствует направлению вектора Пойтинга. В свою очередь, вектор Пойтинга совпадает с направляющим вектором прямой, проходящей через фазовый центр, Определяя направление прямых в двух разнесенных точках (фиг.2), находят также точку их пересечения,соответствующую фазовому центру Если известна ось антенны, на которой расположен фазовый центр, то достаточно измерений в одной точке, отстоящей от оси,В этом случае положение вспомогательной антенны фиксировано и очень удобно применение способа при исследовании движения фазового центра в зависимости от частоты.Предлагаемый способ определения фазового центра может быть реализован следующим образом (фиг.З),Рассмотрим пример, когда ось антенны,на которой расположен фазовый центр антенны, известна. В этом случае достаточноизмерений на плоскости и, в частности, в30 качестве вспомогательной антенны использовать два скрещенных электрических диполя (турникетную антенну),Плоскость турникетной антенны проходит через ось антенны, В этом, случае35 О =л/2, а, - а =ау - а, угол ропределится согласно выражению (6) какр= агстц - у .1(9)ЕхТеперь, так как расстояние от оси у, вьби 40 рается в ходе эксперимента и известно ко. ордината хо определяетсях = уо сс 9 ф = уо - (10)ЕхЕуТаким образом, использование изобретения обеспечивает повышение оперативности и снижение трудоемкости вопределении фазового центра антенны засчет проведения изменений только в однойили двух точках исследуемого поля, а такжеупрощение процесса измерений, исключение применения сканирующей антенны. перемещения антенны в пространстве, а приизвестной оси расположению фазового центра - исключение фазовых измерений,Формула изобретенияСпособ определения фазового центраантенны, включающий излучение электромагнитного поля исследуемой антенной,прием его вспомогательной антенной приразмещении ее последовательно в двух точках электромагнитного поля, измерение амплитуды и фазы принятого сигнала, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения оперативности и упрощения процесса определения фазового центра антенны эллиптической поляризации, измерение амплитуды и фазы выполняют для трех ортогональных компонент вектора электрического поля Ех е ", Еуе У, Еде, определяют направление иэ фазового центра исследуемой антенны в каждую точку поля по формуламЕ зп с - сяфЕ з 1 п (а - а,)О=аацхЕ Ех зп Ях - юг + Е 8 й О - Од )1/гхЕх Еузп Их - Оу где р, 0 - азимут и полярный угол соответствен-, но в прямоугольной системе координат, в которой выполнялось разложение вектора электрического поля на ортогональные компоненты и начало которой расположено в фазовом центре вспомогательной антенны в каждом ее положении,и определяют положение фазового центра исследуемой антенны как точку пересечения двух укаэанных направлений.1702325 Составитель П,СавельеТехред М,Моргентал Корректор О.Кундри едактор М.Келеме Заказ 4541 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, )К-Э 5, Раушская наб 4/5