Устройство автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 4 с 01 Р 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ(56) Авторское сВ 486288, кл. САвторское свиВ 815680, кл. С га происходит до тех пор, пока разность фаз между передающим и отражено ным сигналом не станет равной 90 т.е, примет постоянное значение,Любые нестабильности фазы коэф, передачи (КП) кабеля 9 компенсируются изменением фазы фазовращателя 8. Аналогично происходит стабилизация модуля КП. Любые уменьшения КП кабеля 9 компенсируются за счет изменения затухания управляемого аттенюатора 7, При работе с исследуемой антенной 17, находящейся в режиме передачи, СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, при котором сигнал с выхода направленного ответвителя 6 поступает навход амплиазометра 5, В этом режиме стабилизация модуля и фазы КП происходит периодически, причем в этот момент СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, соответствующее предыдущему режиму, 1 з.п.ф-лы, 2 ил. У 43й и И.Л.Иимберг396.67 (088.8)идетельство ССС1 К 29/101 1974етельство СССР1 К 29/10, 1979 МАТИЧЕСКОГО ИЗМЕ ОГО РАСПРЕДЕЛится к т ний. Цел и- зоб чности измереигнал с 2-го вания управ ствие на управо Фазовраща ению его со азового сдв Ь:) ЬР ОО Ф ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОткРытии К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО АВТО РЕН 1 И АМШ 1 ИТУДНО-ФАЗО НИЯ ПОЛЯ АНТЕННЫ (57) Изобретение отно ке СВЧ антенных измер ретения - повышение т ний, В режиме приема выхода блока 13 форми ляющих сигналов возде ляющий вход управляем теля 8 приводит к изм тояния. Регулирование 1272281 АИзобретение относится к техникеСВЧ антенных измерений.Целью изобретения является повышение точности измерений.На фиг, 1 приведена структурнаяэлектрическая схема устройства автоматического измерения амплитудно-Фазового распределения поля антенны;на Фиг, 2 - структурная электрическая схема блока формирования управляющих сигналов:Устройство состоит из генератора1 СВЧ сигналов, первого и второгоделителей 2 и 3 мощности, СВЧ коммутатора 4, амплифаэометра 5, направленного ответвителя 6 отраженной волны, управляемого аттенюатора 7, управляемого Фазовращателя 8, кабеля 9,направленного ответвителя 1 О падающей волны, отражателя 11 с управляемой фазой коэффициента отражения, измерительного зонда 12, установленныхна подвижной каретке, блокц 13 формирования управляющих сигналов, блока 14 управления и регистрации, управляющего генератора 15, Формирователя 16 опорного сигнала, исследуемой антенны 17. Блок 13 Формирования управляющих сигналов состоит иэквадратурного делителя 18 мощности,синфазного делйтеля 19 мощности,первого и второго сумматоров 20 и 21мощности, первого и второго амплитудных детекторов 22 и 23, первого, второго и третьего селективных усилителей 24 - 26, первого, второго итретьего синхронных детекторов 2729, первого и второго блоков 30 и 31памяти, генератора 32 управляющихсигналов и низкочастотного переключателя 33,Устройство автоматического измерения амплитудно-Фазового распределения поля антенны при исследовании ан,тенны в режиме приема работает слецующим образом,Сигнал генератора 1 проходит через делители 2 и 3, СВЧ коммутатор 4, поступает на вход направленного ответвителя 6, проходит через управляемый аттенюатор 7, управляемый Фазовращатель 8, направленный ответвитель 10 и поступает на вход измерительного зонда 12, который вместе с направленным ответвителем 1 О и отражателем 11 перемещается на подвижной каретке по определенной по отношению к апертуре исследуемой антенны 17 поверхности,СВЧ сигнал излучается измерительным зондом 12, принимается исследуе-5 мой антенной 17 и через СВЧ коммутатор 4 поступает на сигнальный входамплифазометра 5. Результаты измерений в определенные моменты временив определенных точках поверхностисканирования измерительного зонда 12считываются по командам блока 14 самплифазометра 5 в блок 14.Часть СВЧ сигнала, проходящегочерез направленный ответвитель 10,15 ответвляется в отражатель 11, гдепроизводится отражение этого сигнала,причем Фаза отраженного сигнала прионимает значение 0 - 180 за счет управляющего генератора 15, генерирую 20 щего сигнал с частотой Г . Отраженный и проманипулированный по Фазесигнал поступает через направленныйответвитель 10, кабель 9, управляемый аттенюатор 7 и управляемый Фазо 25 вращатель 8, направленный ответвитель б, СВЧ коммутатор 4, первый ивторой делители 2 и 3 на вход генератора 1, где он рассеивается.130Часть отраженного СВЧ сигнала через направленный ответвитель 6 ответпляется на сигнальный вход блока 13Одновременно на опорный вход этогоблока поступает сигнал с второго выхода второго делителя 3,Блок 13 вырабатывает на второмвыходе сигнал, пропорциональныйо 01 Ц Отр11 = О +- цлад 2"А 2 фкоторый становится равным О, когда40разность Фаз 11, и Ц р перестаетбыть равной 90 , где П паА - амплитуда падающей волны; Ю,р - амплитудаотраженной волны; 11 - значение сигнала на втором выходе блока 13; Сиг 45нал на первом выходе блока 13 оказывается пропорциональным разности амплитуд отраженного сигнала в два соседних тахта сигнала частоты Р отуправляющего генератора 15.Сигнал с второго выхода блока 13,воздействуя на управляющий вход управляемого Фаэовращателя 8, приводитк изменению его состояния, Регулиро 55ванне Фазового сдвига происходит дотех пор, пока разность фаз между передающим и отраженным сигналом неостанет равной 90 , т.е. примет некоторое постоянное значение. Любые нес 1272281деформациях, компенсируются изменением фазы управляемого Фазовращателя 8. Аналогичным образом происходит стабилизация модуля коэффициента передачи.31 юбые уменьшения коэффициента передачи кабеля 9 компенсируются за счетизменения затухания управляемого аттенюатора 7. 10 Таким образом, любые нестабильности коэффициента передачи кабеля 9 не оказывают влияние. При работе с исследуемой антенной 17, находящейся в режиме передачи, СВЧ коммутатор 4 переводится в положение, при котором сигнал с выхода направленного ответвителя 6 поступает на вход амплифазометра 5, В этом режиме стабилизация модуля и Фазы коэффициента передачи происходит пе 1520 риодически, причем в этом момент СВЧ коммутатор 4 перевоцится в положение,соответствующее предыдущему режиму. Переключения удобно проводить в момент перехода с одной строки или строба на другой.Блок 13 работает следующим образом,На входе амплитудного детектора 23 при работе управляющего генератора, 15 присутствуют два сигнала,соответствующие первому и второму полу- периодам модуляции. Селективный усилитель 26 производит выделение переменной составляющей сигнала на выхо де амплитудного детектора 23. На вы:ходе синхронного детектора 29 постоянное напряжение, Выходное напряжение Пс поступает на вход блока 31 памяти. По команде с блока 14 в блоке 31 памяти списывается ранее запомненное напряжение и записывается текущее значение Ц , Напряжение с выхода блока 31 памяти поступает на уп равляющий вход управляемого фазовращателя 8 и изменяет фазу до тех пор,пока 11, уменьшится до напряжения,близкого к нулю. Последующие изменения электрической длины кабеля 9 за 50счет деформаций, изменения окружающей температуры или уходов частотывызывают увеличение выходного напряжения селективного усилителя 26, синхронного детектора 29 и блока 31 55памяти и изменение Фазы уцравляемогофазовращателя 8 в ту или иную сторонутабильности Фазы коэффициента передачи кабеля 9, возникающие при его 25 30 35 40 При работе канала стабилизации амплитуды блока 13 фаза между сигналами падающей и отраженной волн за счет работы канала стабилизации фазыо на входе сумматора 21 равняются 90 (или 270 ), и переменное напряжение на выходе амплитудного детектора 23 мало, На входы сумматора 20 при этом поступают сигналы, сдвинутые ло фазе по отношению к напряжению падаюощей волны на 90 , сдвиг по фазе между сигналами падающей волны и сигналом, поступающим на вход сумматора 20 осуществляется в квадратурном делителе мощности 18. 11 еременное напряжение с амплитудного детектора 22 поступает на один из входов низкочастотного переключателя 33, который с периодичностью, определяемой генератором 32, поступает на вход селективного усилителя 24 и после усиления на частоте Р, выпрямляется синхронным детектором 27.Формула изобретения1, Устройство автоматического измерения амплитудно-фазового распределения поля антенны, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ-сигналов, первый и второй делители мощности, амплифаэометр, опорный вход которого соединен с вторым выходом первого делителя мощности, измерительный зонд, установленный на подвижной каретке, кабель, блок управления и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены последовательно соединенные СВЧ- коммутатор, направленный ответвитель отраженной волны, управляемый аттенюатор и управляемый Фазовращатель, размещенные на подвижной каретке направленный ответвитель падающей волны и отражатель с управляемой Фазой коэффициента отражения, а также последовательно соединенные управляющий генератор, Формирователь опорного сигнала и блок Формирования управляющих сигналов, причем управляющий вход СВЧ-коммутатора и первый управляющий вход блока Фор 1 ирования управляющих сигналов соединены с соответст-" вующими выходами блока управления и регистрации, первый вход и первый выход СВЧ-коммутатора соединены соответственно с первым выходом второгоделителя мощности и сигнальным входом амплифазометра, а второй вход СВЧ-коммутатора является входом д 1 я подключения исследуемой антенны,развязанное плечо направленного ответвителя отраженной волны соединено с первым входом блока Формирования управляющих сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом второго делителя мощности, второй и тре тий управляющие входы блока Формирования управляющих сигналов соединены соответственно с выходом управляющего генератора и выходом Формирователя опорного сигнала, первый и вто рой выходы блока Формирования управляющих сигналов соединены соответственно с управляющими входами управляемого аттенюатора и управляемого Фазовращателя, выход которого через 20 кабель подключен к входу направленного ответвителя падающей волны, выход которого соединен с измерительным зондом, третий управляющий выход и вход блока управления и регистрации соединены соответственно с управляющим входом и выходом амплифазометра, выход управляющего генератора соединен с управляющим входом отражателя с управляемой фазой козффициен та отражения, вход которого соединен с развязанным выходом направленного ответвителя падающей волны,2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок Фор мирования управляющих сигналов содер- жит последовательно соединенные синФазный делитель мощности, первый сумматор мощности, первый амплитудный ,детектор низкочастотный переключа тель, первый селективный усилитель,первый синхронный детектор, второйселективный усилитель, второй синхронный детектор и первый блок памяти,между вторым выходом синфазного делителя мощности и вторым входом первого блока памяти последовательно включены второй сумматор мощности, вто"рой амплитудный детектор, третий селективный усилитель, третий синхронный детектор и второй блок памяти,а также квадратурный делитель мощности, выходы которого соединены соответственно с вторыми входами первого и второго сумматоров мощности, генератор управляющих сигналов, выходы которого соединены соответственно с управляющим входом низкочастотного переключателя и вторым входомвторого синхронного детектора, выходсинфаэного делителя мощности является первым входом блока формированияуправляющих сигналов, вход квадратурного делителя мощности являетсяего вторым входом, управляющие входы первого и второго блоков памятисоединены и являются первым управляющим входом блока Формирования управляющих сигналов, вторые входы первого и третьего синхронных детекторовсоединены и являются вторым управляюпщм входом блока Формирования управляющих сигналов, второй вход низкочастотного переключателя являетсятретьим управляющим входом блоКа Формирования управляющих сигналов, выход первого блока памяти являетсяпервым, а выход второго блока памяти - вторым выходами блока Формирования управляющих сигналов.1272281 оставитель Е.Скороходовехред А.Кравчук едактор О,Юр ецк оррект ешетник Зака сное оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород Проектная, 4 35/45 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ркомитета СССРи открытийаушская наб., д