Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованных антенн

(57) Изантенных ретение о техник тносится кй. Цель изоти путем ус х предметов следуемой а измерени н анен увеличение точнос влияния отражающи распотенны. ложенных сзад Устр-во содер нейно поляриз вспомогатель ванную анте ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЭОВАН вход к-рои подсоединен к выходу г-ра 2 ВЧ-колебаний, исследуемую А 3, координатно-поворотные устр-ва 4, на к-рых размещены А 1 и 3, А 3 закреплена в держателе 5, а выход ее подсоединен к входу приемника 6. Держатель 5 проходит через отверстия в экране 7.Экран 7 выполнен в виде йрямого двугранного угла и двух прямоугольных металлич. листов размерами 1, и 1 соединенных др. с дрпо второне длиной 1) Экран 7 установлен за А 3, А 1 к 3 размещены в плоскости симметрии экрана 7. Ребро двугранного углао экрана 7 расположено под углом 45 к плоскости 8. Размеры 1, и 1удовлетворяют соотношениям 1,.Г 2 1, 1(г г Г 2)l(г, + г ), где г г расстояния от ребра двугранного угла до А 3 и 1 соответственно, 2 ил,Изобретение относится к техникеантенных измерений и может быть исйользовано при измерении коэффициента усиления (КУ) линейно поляризованных антенн в СВЧ-диапазоне,Цель изобретения - увеличение точности путем устранения влияния отраЖающих предметов, расположенных сзади исследуемой антенны. 1 ОНа фиг. 1 приведена конструкцияустройства для измерения коэффициента усиления линейно поляризованныхантенн; на фиг,. 2 - схема размещенияустройства, 15Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляриэованЙых антенн содержит вспомогательнуюЛинейно поляризованную антенну 1,Вход которой подсоединен к выходу 20Генератора 2 высокочастотных колебаний, исследуемую антенну 3 координатно-поворотные устройства (КУ) 4,На которых размещены вспомогательнаялинейно поляризованная антенна 1 и 25исследуемая антенна 3. Исследуемаяантенна 3 закреплена в держателе 5,а выход ее подсоединен к входу приемника 6. Устройство содержит такжеэкран 7. Держатель 5 прохоцит черезотверстие в экране 7, На фиг, 1 поКазана плоскость 8 поляризации,Экран выполнен в виде прямого двугранного угла и двух прямоугольныхметаллических листов размерами 1, 1,соединенных один с другим по стороне,цлиной 1 . Экран 7 установлен за исследуемой антенной 3, Антенны 1 и 3размещены в плоскости симметрии экрана 7. Ребро двугранного угла экранаа7 расположено под углом 45 к плоскости 8 поляризации антенчы. Размеры1, и 1 удовлетворяют соотношениям1,-Г 2 1г ка421 (ъ,где г, г - расстояния от ребра двугранного угла до антенн 50 3 и 1 соответственно.Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованных антенн работает следующим образом, 55Вспомогательную антенну 1 и исследуемую 3 антенны устанавливают на КПУ 4 с поворотом плоскости 8 поляризации их под углом 45относительно ребрадвугранного угла экрана 7. Экранустановлен таким образом, чтобы всеотражающие предметы, расположенныеза антенной 3, в том числе и КПУ 4,находились вне попя антенны,Плоскости экрана выполнены из металлических листов прямоугольного сечения размерами 11. Расстояниемежду линией пересечения плоскостей экрана 7 и антенной 3 (активной зонойантенны) устанавливают равным г,Антенны наводят одна на другую ипри включенном генераторе при постоянной мощности на входе антенны 1измеряют, мощности Ро и Р, на выходеантенны 3 с помощью приемника 6, после чего определяют КУ исследуемой антенны 3 по формулеРо (4 а К)2С =ргде Р - мощность принятого исследуаемой антенной 3 канала;Р - мощность на выходе генератора 2 высокочастотных колебаний;С - КУ антенны 1;К - расстояние между вспомогательной 2 и исследуемой 3антеннами;% - длина волны.Для увеличения точности можно использовать эталонную антенну с аналогичным экраном, размещенным в непосредственной близости от исследуемой антенны 3, тогда КУ испытуемой антенны 3 вычисляют по формулеР,а Р где С, - КУ эталонной антенны,Экранирование отражающих предметовот прямого сигнала вспомогательнойантенны 1 исключает возбуждение наних отраженных сигналов, а поворотплоскости поляризации сигнала, отрааженного от экрана 7, на 90 относительно плоскости поляризации исследуемой антенны 3 исключает прием этого сигнала, так как исследуемая антенна 3 является линейно поляризованной,Поясним, как меняется плоскостьполяризации отраженного от экрана 7сигнала, Пусть линия пересеченияплоскостей экрана 7 расположена вер(6) г,-1 гг =1 г +1 г,3 14029 тикально, а плоскость 8 поляризации вспомогательной 1 и исследуемой 3 анотени - под углом 45 относительно ребра двугранного угла экрана 7, Раз 5 ложим вектор электрического поля сигнала от вспомогательной антенны 1 на две равные составляющие: параллельную и перпендикулярную к линии пересечения плоскостей экрана 7, Тогда нетрудно убедиться, что параллельная составляющая вектора электрического поля, два раза отразившись от плоскостей экрана 7, повернется два разао она 180 , т.е. на 360 , а перпендикуо лярная составляющая - только на 180 Результирующая двух составляющих вектора электрического поля после отражения от экрана 7 повернется такимьобразом, на 90 относительно вектора электрического поля падающего на экран 7 сигнала. Однако при произвольно выбранных размерах экрана 7 и расстояниях от линии пересечения его плоскостей до вспомогательнойи исследуе Б мой 3 антенн могут быть случаи, когда сигнал, падающий на плоскость 7 от вспомогательной антенны 1, может после первого же отражения от одной плоскости экрана 7 попасть в исследу- З 0 емую антенну 3 (в зависимости от угла падения на зту плоскость). Для исключения таких случаев необходимо, чтобы экран 7 имел одинаковые прямоугольные плоскости (грани), а биссектриса его35 угла была направлена на исследуемую 3 и вспомогательную 1 антенны. Но при этом размеры экрана 7 и расстояния его от вспомогательной 1 и исследуемой 3 антенн должны быть такими, что бы выполнялось соотношение (2). При направлении биссектрисы угла экрана 7 на вспомогательную 1 и исследуемую 3 антенны и выполнении определенного соотношения сигналы, отраженные от экрана 7, будут попадать в исследуемую антенну 3 только после отражения от двух плоскостей экрана 7, в результате чего плоскость поляризации отраженного сигнала повернется на 90 и исследуемой антенной 3 приниматься не будет.Найдем соотношение между размерами экрана 7 и расстояниями его от вспомогательной 1 и исследуемой 355 антенн1Пусть вспомогательная 3 и исследуемая 3 антенны и некоторая точка на линии пересечения плоскостей экрана 6947 расположены на одной прямой, Для пояснения покажем чертеж (Лиг.2) расположения антенн и экрана 7 в плоскости угла его раскрыва (в плоскости, перпендикулярной к линии пересечения плоскостей экрана), Пусть вспомогательная антенна 1 расположена в точке А, исследуемая 3 - в точке В, а линия пересечения плоскостей (ее проекция) экрана 7 - в точке С, при этом расстояния от линии пересечения плоскостей экрана 7 до исследуемой 3 и вспомогательной 1 антенн равны г и г соответственно, а размер экрана 7 ОС равен 1. Угол раскрыва экрана 7оравен 90 , тогда угол между биссектрисой угла и направлением плоскостиоэкрана 7 равен 45 . На стороне угла экрана 7 выберем такую точку Э, чтобы при падающем на экран 7 сигнале по линии АП отраженный сигнал попадал в исследуемую антенну 3 по линии ПВ, Тогда при углах падения сигнала на экран 7, меньших сС, сигнал, отраженный от плоскости БС экрана 7, не будет попадать в исследуемую антенну 3, а при некоторых углах попадет на вторую плоскость и, переотразившись от нее, повернет плоскость поляризацииона 90 . Определим соотношения г т и 1 при углах ВАС ( МПрн угле ОВС, равном 45 , получим: 2 у = 180 - (180 - р ) - м, = /Ъ - о(5) Из соотношений (4) и (5) получим Подставив выражение (6) и (3) и сделав преобразования, получим: г г - 1 г - 1 г + 1 = 1 (7)5разделив обе части равенства (7) напроизведение г, г 1, получим 1 1еююч йшв т + юе (8)1 г,Соотношение (8) будет выполняться приугле ВАС, равном Ы, .При угле ПАС ( Ы должны иметь 1 11-Гг где 1 - размер стороны угла экрана(11) т.е, при выполнении соотношения (9) сигнал, отраженный от одной плоскости экрана 7, не будет попадать в приемную антенну, а сигнал, отраженный от двух плоскостей будет иметь повернуо9тую на 90 плоскость поляризации и исследуемой антенной 3 приниматься не будет,Если учесть, что 02969 б Формула из обретения Устройство для измерения коэффициента усиления линейно поляризованныхантенн, содержащее вспомогательнуюлинейно поляризованную антенну, входкоторой подсоединен к выходу генератора высокочастотных колебаний, при емник, вход которого поочередно под"ключен к выходу исследуемой антенны,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения точности путемустранения влияния отражающих пред Б метов, расположенных сзади исследуемой антенны, дополнительно введенэкран, выполненный в виде прямогодвугранного угла из двух прямоугольных металлических листов размерами 20 1, 1, соединенных друг с другомпо стороне длиной 1 экран установлен за исследуемой антенной, причемвспомогательная линейно поляризованная и исследуемая антенны размещены 25 в плоскости симметрии экрана, ребродвугранного угла экрана расположеноопод углом 45 к плоскости поляризации антенн, а размеры 1 и 1 удовлетворяют соотношениям301,. 421,; г,г Г 2 1Для обеспечения симметричности отраженного поля необходимо, чтобы экран 7 имел спереди вид квадрата или Прямоугольника с вертикальной большой стороной, что возможно лишь при выполнении условия где г, и г " расстояния от ребрадвугранного угла до исследуемой и вспомогательной линейно поляризованных антеннсоответственно,1402969 Составитель П,Савель Редактор А.Маковск хред ектор И. Муска ык каз 2854/ аж 772 ит открьая наб Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужг ул.,Проектная,ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушс