Способ контроля диаграммы направленности фазированной антенной решетки

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) М К 1 3 0 01 й 29/10 сприсоедииениемзаявки Нов Государственный комнтет СССР но делаи изобретений н открытнй(23) Приоритет Опубликовано 07 Я 882. Бюллетень М 29 153 УДК 621. 17 з :621396. .67(088.8) Дата опубликования описания 070882 В.В. Шеховцев(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИИзобретение относится н технике антеяных измерений.Известен способ контроля диаграмма направленности фазированной антен ной решетки путем подачи иа ее входы . контрольного сигнала с равномерным амплитудным и линейным фазочастотиьм распределением с помощью согласованной с двух сторон дисперсионной линии и фиксации на выходе контролируемой фазированной антенной решетки (ФАР) частотной зависимости сйгнала Г 1.Однако известный способ не обеспечивает воэможность контроля уровня диаграьюы направленности в наперед заданном угловом направлении и высо"ую точность измерения в импульсном рабочем режиме.Цель изобретения - обеспечение воэможности контроля уровня диаграюы направленности в наперед заданном угловом направлении при одновременном увеличении точности его измерения в импульсном рабочем режиме, а также обеспечение оперативного и.автоматического контроля диаграммы направленности ФАР.Для этого в качестве контрольного ссигнала используют одиночные импульсы с длительностью Г с -1-, гдеЭГб - верхняя граница полосы пропускания контролируемой ФАР, которыеподают в согласованную с двух сторондисперсионную линию в моменты времени между рабочими импульсами, а навыходе контролируемой фар измеряютсоставляшаие спектральной плотностимощности сигнала, адекватно связан-.ные с соответствующими угловыми направлениями циаграммы направленностиконтролируемой ФАР.Кроме того, измерение спектраль ной плотности мощности сигнала навыходе контролируемой ФАР осуществляют путем: последовательного взвешивания,этого сигнала по амплитуде, ограничения его спектра до рабочей полосыпропускания контролируемой ФАР, перенесения отдельных составляющих спектра, соответствукщих определенным угловым направлениям диаграммы направленности, в низкочастотную часть диа паэона при помощи смешения с сигналом,частота йоторого адекватна заданномуугловому направлению диаграмьы направленности, сравнивают амплитуду спектральной составляншей с порогом в дан ный момент времени, осуществляют би 949548нарное накопление импульсов превышения. порога и используют их для управления взвешиванием, причем уровень контролируемой точки диаграммы направленности определяется после окончания процесса уравновешивания по вели-,5 чине веса.На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит согласованную 1 О сдвух сторон дисперсионную линию 1, подключенную к излучателям 2 контролируемой ФАР и фазирующей системе 3, состоящей иэ совокупности электрически управляемых фазовращателей и сум матора мощности, блок 4 управления лучом, генератор 5 одиночных импульсов длительностью Г, ответвитель б, многоразрядный дискретноуправляемый аттенюатор 7, полосовый фильтр 8, смеси- тель 9, управляемый дискретный синтезатор 10 частот сигнала гетеро- дина, фильтр 11 промежуточной частоты, амплитудно-временной дискриминатор 12, бинарный .накопитель 13 и и м импульсов и блок 14 управления.Способ реализуется следующим образом.В рабочем режиме блок 4 управления лучом после установления заданного фазового распределения в фазирующей .системе 3 выдает сигнал запуска на генератор 5 одиночных импульсов и ус- танавливает на выходе синтезатора 10 . частоту сигнала гетеродина в соответ. ствии с предполагаемым положением, например главного максимума, луча. Одновременно блок 14 управления выставляет на аттенюаторе 7 затухание, определяющее допуск на уровень главного максимума. С выхода генератора 5 0 импульс, появившийся в результате запуска, подается на один из входов дисперсионной линии 1 , с помощью которой осуществляется ввод этого сигнала на входы фаэирующей систе мы 3. Вместе с рабочими сигналами, поступающими из излучателей 2, импульсный отклик на выходе фазирующей системы 3 через ответвитель б поступает на измеритель 15 спектральной плотности мощности, а также на выход 16. Поскольку импульсный отклик и рабочие сигналы разнесены по времени, взаимное влияние их исключается Так как спектр од ночного им пульса с длительностью ь 1/ГВ на входе дисперсионной линии 1 представляется в пределах рабочей полосы контролируемой ФАР как совокупность гармонических сигналов с равномерной спектральной плотностью мощности, на выходе 16 мгновенный амплитудный спектр импульсного отклика представляет собой совокупность тех же спект.- ральных составляющих, но с огибающей, соответствующей виду пиагоаммы на правленности ФАР. Положение максиму%ма спектральной плотности мощностив этом случае адекватно угловомуположению максимума диаграммы направленности и определяется како .- =1- - эо ОД 1где 1 О - средняя частота рабочегодиапазона частот контролируемой ФАР,средняя частота максимума спектральной плотности мощности импульсногоотклика на выходе контролируемой ФАР,О - угол отклонения от нормали главного максимума диаграммы направленности конт.ролируемой ФАР,дЛОЬ1 = в -расстояние между излучаЛтелями контролируемой ФАР,5 - расстояние между отводамидисперсионной линии 1;длина волны в свободномпространстве на частоте Г,АА - длина волны в дисперсионной линии 1 на частотеДля определения уровня максимумаспектральной плотности мощности импульсный отклик взвешивают аттенюатором 7, ограничивают спектр до шири-.ны рабочей полосы полосовым фильтром 8, переносят спектр в областьпромежуточных частот смесителем 9и выцеляют с помощью фильтра 11промежуточной частоты интересующийучасток спектра. В результате навыходе фильтра 11 появляется радиоимпульс, амплитуда которого пропорциональна спектральной плотностимощности в области его максимума.В амплитудно-временном диакриминаторе 12 сравнивают амплитуду радиоимпульса с порогом. Эта информация свыхода амплитудно-временного дискриминатора 12 вводится в блок 4 управления лучом для подтверждения правильной или.неправильной установкилуча, Для измерения уровня диаграммыНаправленности, в том числе и главного максимума, осуществляют неоднократно запуск генератора 5 одиночныхимпульсов, при этом информация в виде последовательности нулей и единицпоступает с выхода амплитудно.-временного дискриминатора 12 на входбинарного 13 накопителя и иэ в импульсов, где результат накапливаетсяи вводится в блок 14 управления,где по одному из алгоритмов уравновешивания,: например поразрядное взвешивание, управляют аттенюатором 7,По оконнании процесса уравновешивания для данной частоты сигнала гетеродина на выходе 17 измерителя 15спектральной плотности мощности получают значение уровня в кодовых единицах для данного углового положения диаграммы направленности. При этом точность измерения определяется по уровню выбором количества щ регистрирующих импульсов, величины и накап ливаемых импульсов в бинарном накопителе 13 и величины дискрета младшего разряда аттенюатора 7, а по угловому положению - выбором величины дискрета частоты гетеродина и ширины поло сы фильтра 11 промежуточной частоты.Таким образом, зависимость спектральной плотности мощности импульсного отклика на выходе 16 при воздействии на нее одиночного импульса от частоты отображает угловую зависи- мость уровня мощности диаграммы направленности контролируемой ФАР. При любом амплитудно-фазовом распределении на входе антенных элементов частотная зависимость спектральной плот,ности мощности импульсного отклика на воздействие одиночного импульса дает воэможность контролировать форму и угловое положение диаграммы направленности ФАР.Изобретение обеспечивает возможность контроля уровня диаграммы направленности в наперед заданном угловом направлении, повышение точности измерения в импульсном рабочем режиме, а также оперативный и автоматическый контроль диаграммы направлен-. ности ФАР.Формула изобретения1. Способ контроля диаграммы направленности фазированной антенной решетки путем подачи на ее входы контрольного сигнала с равномерньм амплитудным и линейным фаэочастотным распределением с помощью согласованной с двух сторон дисперсионной линии и фиксации на выходе контролиру емой фазированной антенной решетки частотной зависимости сигнала,о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности контроля уровня диаграммы направленности в 90 наперед заданном угловом направлении при одновременном увеличении точности его измерения в импульсном рабочем режиме, в качестве контрольного сигнала используют одиночные им"пульсы с длительностью ;-Вгде РВ - верхняя граница полосы пропускания контролируемой фазированнойантенной решетки, которые подают всогласованную с двух сторон дисперсионную линию в моменты времени между рабочими импульсами, а на выходеконтролируемой фазированной антеннойрешетки измеряют составляющие спектральной плотности мощности сигнала,адекватно связанные с соответствующими угловыми направлениями диаграммынаправленности контролируемой фазированной антенной решетки.2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю,щ и й с я тем, что, с целью оперативного и Автоматического контролядиаграммы направленности фазированной антенной решетки измерение спектральной плотности мощности сигналана выходе контролируемой фазнрованной антенной решетки осуществляютпутем последовательного взвешиванияэтого сигнала по амплитуде, ограничения. его спектра до рабочей полосыпропускания контролируемой фазированной антенной решетки, перенесенияотдельных составляющих спектра, соответствующих определенным угловымнаправлениям диаграммы направленности, в низкочастотную часть диапазонапри помощи смешивания с сигналом,частота которого адекватна заданномуугловому направлению диаграммы направленности, сравнивают амплитуду спектральной составляющей с порогом в-данный момент времени, осуществляют би.ч.нарное накопление импульсов превышения порога и используют их для управления взвешиванием, причем уроэеньконтролируемой точки диаграммы направленности определяется после окончанияпроцесса уравновешивания по величиневеса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 316038, кл, 6 01 В 29/10, 1969949548 ъ А.КузнецовитончикКорректор, У,Пономаренко Составит ехред,Е, Х Редакт ал 2/34 ВНИИ ака по д1303 Патент", г.узгород, ул.Проектная, 4 лиал Тираж 71 Лосударственного комиам изобретений и ОткрМосква, Ж, Рауюск одписноета СССРтийнаб д, 4/5