Способ встроенного контроля фазированной антенной решетки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1) 1)5 6 01 б 29/1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(ГОСГ 1 АТЕНТ СССР) ИСА С)БР.ЕТЕН ьский риополово СССР(54) СПОСОБ ВСТРОЕННОГО КОНТРОЛЯФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ(57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использованодля контроля фазированной антенной решетки (ФАР) и с фазовращэтелями (ФВ) на Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для встроенного контроля фазированной антенной решетки (ФАР),Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля каналов ФАР с фазовращателями на р 1 л-диодах.На чертеже (фиг,1) приведена схема электрическая структурная устройства, реализующего способ встроенного контроля ФАР, на фиг,2 - схема фазовращателя ФАР с цепями управления.Устройство, реализующее способ встроенного контроля ФАР, включает последовательно соединенные генератор сигнала 1, циркулятор 2 и фидерный тракт 3, выход которого подключен к входу контролируемой ФАР 4, последовательно соединенных смесителя 5, вход которого подключен к третьему плечу циркулятора 2, эмплифазометра 6 и блока обработки 7, Второй вход ри-диодах в процессе ее эксплуатации.Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля каналов ФАР с ФВ на ри-диодах. Указанная цель достигается за счет того, что на вход ФАР подают непрерывный сигнал, поочередно манипулируют состоянием каждого рп-диода, входящего в ФВ, выделяют на входе контролируемой ФАР отраженный сигнал с частотой манипуляции, измеряют его амплитуду и фазу и судят о работоспособности каждого ри-диода, а также какими ФАР по результатам сравнения измеренных значений амплитуды и фазы с эталонными значениями, Повышение долговечности и точности контроля обеспечивается возможностью контроляф каждого ри-диода ФВ. 2 ил,смесителя подсоединен к в у р ра сигнала 1,Устройство также содержит генератор , сигнала манипуляции 8,. выход которого подсоединен к второму входу амплифазометра 6 и к первому входу блока управления, С) 9, второй и третий входы которого являются СО входами для подачи сигнала управления лучом и сигнала управления контролем со- а ответственно, ФАР 4 включает фазовращатели 10, к выходу каждого из которых подключен излучающий элемент 11, а управляющий вход каждого из которых подсоединен к соответствующему выходу блока 9 управления. Вход каждого фазовращателя подключен к тракту 3 через направленный ответвитель (НО) 12,.выход второго плеча каждого из которых подсоединен к согласованной нагрузке,Пример выполнения фэзовращателя ввиде отрезка волноводэ с управляемыминеоднородностями приведен на фиг.2, Он включает пары диафрагм 14 с рп-диодами, отстоящие друг от друга на расстоянии А(4. На каждый из диодов подается управляющее напряжение с выхода формирователя 15, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующей схемы И, на первой и второй входы каждого из которых поступают сигналы управления лучом и сигналы управления контролем соответственно.Способ встроенного контроля ФАР реализуется следующим образом,В режиме "контроль" на контрольный вход блока 9 управления подают с генератора 8 сигнал манипуляции с частотой. Одновременно на блок 10 управления поступают сигналы управления контролем, При этом на второй вход, например, семы И 16 первого р 1 п-диода первого фазовращателя (ФВ) 10 поступает сигнал "единица", а на вторые входы остальных схем И 16 всех других ФВ 10 подают сигнал "нуль" (см, фиг,2).В этом случае сигнал манипуляции с частотой Гм (при включении и выключении соответствующего рп-диода с частотой Ем) поступает на формирователь 15, обеспечивающий формирование прямого и обратного напряжения на первый р 1 п-диод первого ФВ 10. Одновременно, с включением режима работы "контроль" на первый вход циркулятора 2 подают по тракту от генератора 1 сигнала. контрольный непрерывный сигнал в рабочем диапазоне частот антенны (см, фиг,1), Непрерывный сигнал проходит через циркулятор 2, фидерный СВЧ тракт 3 поступает на вход контролируемой ФАР 4, ответвляется направленными ответвителями 12 на входы контролируемых фазовращателей (ФВ) 10, проходит через ФВ 10 и излучается излучателями 11.Одновременно с падающим сигналом, проходящим в сторону ФАР 4, по тракту 3 в обратную сторону, от ФАР 4 к циркулятору 2, проходит отраженный сигнал,Через циркулятор 2 отраженный сигнал проходит на вход смесителя 5, где из него выделяется сигнал с частотой манипуляции Рм.Отраженный сигнал на входе смесителя 5 можно представить в виде следующей суммыОотр = Ообщ + О =, ОпадГобщ ++ Опад е . 31 ц,где 511 - коэффициент отражения диафрагмы 14, в которую входит контролируемый в данный момент и коммутируемый с частотойРм ри-диод:Гобщ = Г - 511 - часть общего коэффициента отражения, которая остается неизмен 5 ной при коммутации контролируемого ридиода диафрагмы;р - характеризует фазу сигнала, прошедшего от входа фидерного тракта 3 доконтролируемой диафрагмы 14 и обратно до. Как указывалось выше, здесь для примера рассматривается процесс контролярп-диода в первой диафрагме 14 первогоФВ. На р 1 п-диод первой диафрагмы 14 поступает с частотой Гм прямое и обратноенапряжение, благодаря чему контролируемый р 1 п-диод с частотой Гм отпирается изапирается.При этом изменяется с частотой Рм коэффициент отражения (КО) 311 диафрагмы14 с контролируемым р 1 п-диодом в контролируемом ФВ 10,Модуль и фаза 511 определяется в общем случае схемой ФВ и местом установкиконтролируемого в данный момент рп-диода (в какой диафрагме 14 какого дискретаФВ 10 он установлен),- 1 фТаким обРазом О = Опад е311.30 В данном случае, учитывая схему контролируемого ФВ 10, значения Я 11 и О будутс частотой Рм принимать два значения;- 1 фс 11 ь О = Опад е 311 в первыйполупериод манипуляции,311 - О, О = 0 во второй полупериодманипуляции.Таким образом, выходные сигналы смесителя 6 можно представить в следующемвиде:Осу 1 = КсуОпад 1 1 11 1 З 1 пф + Щ), .Осу 2 = Ксу КО пад 15111 1 со 8(у 1 + фз ),45 .где тря - фаза коэффициента отражения диафрагм 14 с контролируемым рп-диодом;р - фаза сигнала, прошедшего от входа 50 фидерного тракта 3 через НО 12, через ФВ10 до диафрагмы 14, р 1 п-диод, который контролируется в данный момент и отразившись от диафрагмы 15, в обратную сторону до входа смесителя 5,55ф = 2 3 1 фт 2 Ь ффв + 2 Л тРно + Ь тРц,1 фт - длина фидерного тракта 3,нормированная к длине волны;Л рфв - фазовый сдвиг в фаэовращателе 10 от входа до диафрагмы 14 с контролируемым р 1 п-диодом;ЬЪо - фазовый сдвиг в НО 12;ЛРЦ - фазовый сдвиг на участке от третьего плеча циркулятора 2 до входа смесителя 5,С выхода смесителя 5 сигнал на частоте Гм поступает на первый вход амплифазометра 6, на второй вход которого поступает опорный сигнал с частотой Р с выхода генератора 9.В амплифазометре б определяются модуль и фаза выделенного переменного с частотой Рм сигнала,При заданном (известном) значении Опад значение Овых характеризует модуль коэффициента отражения диафрагмы 14 с контролируемым в данный момент р 1 п-диодом,При заданных и неизменных (исправных) СВЧ устройствах, входящих в фидерный тракт ФАР (фидерный тракт 3, циркулятор 2, НО 12), Оыы сравнивается с предварительно рассчитанным значением 1 Я 11 эт 1. Если определенная величйна 1 Яи 11 3111 эт 1, то контролируемый р 1 п-диод в диафрагме 14 исправлен, Если р 1 п-диод неисправен, то будет отсутствовать переменный на частоте Рм сигнал. После контроля первого р 1 п-диода переходят к контролю р 1 п-диода во второй диафрагме 14 Ф В 10 и т,д, При этом контролируются и все блоки, через которые проходят сигналы,Сравнение уъым с рт. как и амплитуд,позволяет оценивать вносимый ФВ 10 (той его частью, которая предшествует контролируемой диафрагме 14) фазовый сдвиг. фа эы коэффициентов передач НО 12,устройств фидерного тракта и т.д.Таким образом, при использованииданного изобретения поочередно проверяются работоспособности всех р 1 п-диодов 10 ФВ 10, НО 18 и устройств фидерного тракта3, в состав которого входят, в том числе, вращающиеся сочленения, различные переходы, длинные тракты и т.д.Фо р мул а и зоб рете н ия 15 . Способ встроенного контроля фазированной антенной решетки, включающий подачу на вход фазированной антенной решетки (ФАР) непрерывного сигнала, частота которого находится в рабочем диапазоне 20 частот контролируемой ФАР, манипуляциюсостоянием фаэовращателя в выбранном канале контролируемой ФАР, выделение отраженного сигнала на входе контролируемой ФАР, выделение сигнала с частотой 25 манипуляции из суммарного отраженного. сигнала и измерение его амплитуды и фазы, по которым судят об исправности выбранного канала контролируемой ФАР, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 30 точности и достоверности контроля ФАР сфазовращателями на р 1 п-диодах, манипуляцию состоянием фазовращателя в выбранном канале исследуемой ФАР выполняют путем подачи управляющего напряжения 35 поочередно на все р 1 п-диоды фазовращателя.Составитель П.Саве Техред М.Моргентал Редактор орректор Е,Папп арина. 101 Производственно-издател ьск инат "Патент", г,од, ул,Г каз 1444 Тираж Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5