Коллиматорное устройство

(5 Ь) КОЛЛИМАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться для измерения характеристик направленности антенн сверхвысоких частот непосредственно на территории промышленных предприятий.Известно коллиматорное устройство, предназначенное для испытаний антенн и содержащее отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражателя и соединенный с генератором, амплифазометр, подключенный к генератору и регистрирующему прибору. Измерение характеристик направленности1 испытуемой антенны на такой установке основывается на том, цто сферическая волна, излуцаемая облучателем, трансформируется отражателем в квазиплоскую волну, в поле которой проводятся измерения 11.Недостатком известной установки являются значительные погрешности при измерении характеристик испытуе. мой антенны, обусловленные отличием поля, формируемого отражателем от поля плоской волны. Основными причи" нами искажений амплитуды и фазы поля облуцающего испытуемую антенну, являются наличие дефектов поверхности отражателя, возмущающих отраженную от него волну; ограниченный размер отражателя, приводящий к появлению красных волн, из-эа дифракционных эффектов.Указанные факторы в значительной степени ограничивают точность измерения характеристик испытуемой антенны и поэтому для повышения точности должны быть приняты специальные меры, снижающие их воздействие.Влияние дефектов поверхности отражателя может быть снижено только путем более точного изготовления его поверхности. Однако изготовить отражатели размером более 1 м и с отклонениями от параболической формы менее 0,5-0,2 мм, как правило, не396На чертеже приведена структурнаясхема коллиматорного устройства.Коллиматорное устройство содержитотражатель 1 в виде сегмента параболоида, облучатель 2, установленныйна фокальной оси отражателя 1 и соединенный с выходом генератора 3, кдругому выходу которого подключендвухканальный амплифазометр 4, и 10 регистратор 5, при этом второй входдвухканального амплифаэометра 4 является входом сигнала от исследуемойантенны 6, отражатель 1 закреплен навалу введенного электродвигателя И ось которого совмещена с Фокальнойосью отражателя 1, а между выходамидвухканального амплифазометра 4 ивходами регистратора 5 введены интеграторы 8.уц Коллиматорное устройство работаетследующим образом. Сферическая волна, излучаемая облучателем 2, распространяется в нап 25 равлении отражателя 1 и, отразившись от него, трансформируется в кваэиплоскую волну, которая облучает исследуемую антенну 6, Квазиплоская волна,облучающая исследуемую антенну б,отлизо чается от идеальной плоской волнытем, что содержит краевые волны, распространяющиеся от краев отражателя,а также имеет искажения амплитудыи фазы, вызванные дефектами отражателя 1,Цель изобретенйя - повышение точности измерений за счет снижения влияния дефектов поверхности отражателя.Указанная цель достигается тем, что в коллиматорном устройстве, содержащем отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель, установлен 45 ный на Фокальной оси отражателя и соединенный с выходом генератора, к другому выходу которого подкпючен двухканальный амплифазометр,. и регистратор, при этом второй вход двух- фф канального амплифазометра является входом сигнала от исследуемой антенны, отражатель закреплен на валу введенного электродвигателя, ось которого совмещена с фокальной осью отражателя, а между выходами двухканального амплифаэометра и входами регистратора введены интеграторы,3 93удается, особенно при массовом про=иэводстве,Влияние краевых волн можно умень"шить путем использования отражателей, размеры которых, по крайнеймере, в 3 раза превышают размер испытуемой антенны. Однако резкое увеличение трудностей изготовления отражателей при увеличении их габаритовприводит к необходимости испольэовать специальные приемы, снижающиевлияние краевых волн. К ним относятся закругление кромки отражателя,установка на отражателе "козырьков",покрытие. части поверхности отражателя вблизи кромки поглощающим материалом и др,известно также коллиматорное устройство, содержащее отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель,установленный на Фокальной оси отражателя и соединенный с выходом генератора, к другому выходу которогоподключен двухканальный амплифаэометр и регистратор, при этом второйвход двухканального амплифазометраявляется входом сигнала от исследуемой антенны 2.Однако известное устройство необеспечивает высокую точность измерений, особенно знацительные ошибкивозникают при испытаниях антенн,работающих в миллиметровом диапазонедлин волн, так как в этом диапазонедефекты поверхности отражателя оказываются весьма сильно, особенно приизмерении низких уровней диаграммнаправленности. Сигнал, воэникакщий в исследуемой антенне 6, под действием облуцающего поля подается в двухканальный амплизометр 4. Одновременно в двухканальный амплизометр 4 поступает опорный сигнал с генератора 3, необходимый для измерения фазы сигнала исследуемой антенны 6. На выходе двух каналов двухканального амплифазометра 4 (синусного и косинусного) Формируются сигналы Р 1 (С) и Р (й),которые могут быть представлены в виде.Р 1 + Ь 1 +АР(;Р=Р + М- +ЬРд (с),(о) огде Ри Р - сигналы, возникающиепри облучении исследуемой антенны 6плской волной; ЬР (й);ЬР 2 (С) - сигналы, обусловО)ленные краевыми волФ нами;10 15 го 25 Формула изобретения 30 35 40 50 ЬР (С)ЬРг (С) - сигналы, обуслов(2)ленные искажениямиамплитуды и фазы облучающего поля из-задефектов отражателя 1.(О)Сигналы Р и Р( ) определяют истинные значения характеристик направленности исследуемой антенны 6, тогда как сигналы ЬР(,") (С);ЬР( ) (С); АРЦ) (С);ЬР) (С) являются паразитными и приводят к ошибке при измерении характеристик исследуемой антенны б;При неподвижном отражателе 1 всесоставляющие сигналов Р (С) и Р (С) остаются с течением времени неизменными. При вращении отражателя 1 сигналы Р ) и Ро) не меняются, тогдакак сигналы Д Р") (С); ДР )(С);ДР") (С); Ь Р (С) меняются, поскольку амплитуды и Фазы краевых волн и волн, вызванных дефе кта ми поверхности отражателя 1, хаот и че ски флу ктуируют.Сигналы Р (С) и Р (С) из двух каналов двухканального амплифазометра 4 поступают на интеграторы 8. Поскольку сигналы Ь Р ) (с);ДРф (с);) дР(С) флуктуируют случа ным образом и имеют нулевые средние значения, то после интегрирования сигналы на выходе интеграторов 8 чоказываются пропорциональными значениями Р( и Рф, а сигналы(о)дР (С) ЬР (С) ЬР(" (С) дР ) (С) в результате их усреднения устраняются. При этом ошибка измерения характеристик исследуемой антенны 6 оказывается значительно уменьшенной по сравнению со случаем неподвижного отражателя 1. Сигналы с выходов интеграторов 8 поступают в регистратор 5, в котором регистрируются значения контролируемых характеристик исследуемой антенны 6.Вращение отражателя 1, необходимое для усреднения ошибок, вызванных краевыми волнами и дефектами поверхности отражателя, осуществляется электродвигателем 7 с редуктором, который управляет скоростью вращения вала и закрепленного на нем отражателя 1. Для того, чтобы направление распространения квазиплоской волны, идущей от отражателя 1 к исследуемой антенне 6, при вращении отражателяне менялось, необходимо совместить ось вала с фокальной осью отражателя 1. Для более эффективного усреднения паразитных сигналов Ь Р(С);ЬРф)(С);И) 96 6Ь Рф (С) 1 ЬРд)(С) время интегрирования в интеграторах 8 выбирается не меньше периода вращения отражателя 1,Отражатель 1 может быть выполнен в виде усеченного сегмента параболоида, который представляет собой несимметричную часть сегмента параболоида. Такой отражатель должен совершать не вращательное, а колебательное движение относительно фокальной оси. Амплитуду колебательного движения выбирают таким образом, чтобы исследуемая антенна все время располагалась против участка отражателя 1. Колебательное движение осуществляется за счет того, что двигатель с редуктором выполнен реверсивным.Коллиматорная установка позволяет в 5-10 раз повысить точность измерений характеристик антенн без увели" чения габаритов отражателя 1 и точности его изготовления. В результате, диапазон измеряемых уровней диаграмм направленности при величине ошибки, не превышающей плюс 0,5 дВ, расширяется до минус 30-35 дВ относительно главного максимума. Коллиматорное устройство, содержащее отражатель в виде сегментапараболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражателя исоединенный с выходом генератора, кдругому выходу которого подключендвухканальный амплифазометр, и,регистратор, при этом второй вход двухканального амплифазометра является,входом сигнала от исследуемой антенны, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения за счет .снижения влияния дефектов поверхности отражателя, отражатель закреплен на валу введенногоэлектродвигателя, о -ь которого совмещена с фокальной осью отражателя, амежду выходами двухканального амплифазометра и входами регистратора введены интеграторы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Джонсон Р.К. и др. Определениедиаграмм направленности антенн по результатам измерений в ближней зоне"ТИИЭр". Т,61, 1973, М 12, с.20-24,2. ТЬе соарасС Капуе 5 с 1 епС 1 ГсИ 1 апСа,)цс. "Мсгоиаче Зоцгпа 1 нч17 1974 р.30-32 (прототип).934396 Составитель А. Кузнецоведактор А.Иотыль Техред А. Бабинец ектор А.Гриценк аказ 3929/ илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн ВНИИПИпо де113035 ираж 717 Подписно осударственного комитета СССР ам изобретений и открытий Иосква, Ж, Раушская наб., д.4