Способ измерения поляризационных характеристик антенны

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК Р 1)5С 01 К 29/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ всякий раз амплитуды принятого ИА сигнала и углов ч и П, причем поворо ИА выполняют в локационной системе координат по азимуту (. и углу места 6 и дополнительно вокруг ее продольной оси по углу 3 в соответствии с заданными соотношениями, Указанные операции выполняют не менее чем для трех значений угла 1 , например О, 45 и 90По результатам измеренияоамплитуд принятого сигнала для трех значений угла 3 в каждом направле 1), ч определяется коэффициент эллиптичности и угол наклона большой оси поляризационного эллипса. Уголявляется углом наклона плоскости поляризации электромагнитной волны к выбранной оси ИА при неизменной ориентации плоскости в пространстве. Повышение точности обусловлено неизменностью ориентации плоскости в поляризации электромагнитной волны,и, соответственно, неизменностью отраже ний от подстилающей поверхности и ме стных предметов. 2 ил.(21 ) 4382043 (22) 22.02.8 (46) 28.02.9 (72) Б.В.Тим (53) 621,317 (56) Авторск У 1146609, кМетоды иэ антенн СВЧ/П М.ф Радио и 9 т 1. Бюл. Р 8 ошин и Ю.И.П :621.396.67 ое свидетель л. 001 Б. 29 охоренко 088.8) тво СССР 08, 1982. теристик Цейтлина,ерения харакд. ред. Н.М вязь, 1985,ни арактеристик анния поляризационных енны; на фиг,2 - с п 1 олнение способа ема, поясняющая обозначением дуемой антенныизмере ых харакнт эллипшой оси глов поворота иссл еи системы координа реализующее способ относительноУстройствоизмерения полтик включает точсте о устано по угл е я а структуройствспособ низма 2, повор антенну 1 по у еазмереОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕННЫ(57) Изобретение относится к антеннымизмерениям и может быть использованодля измерения поляризационных характеристик антенны. Цель изобретения -повышение точности. Способ измеренияполяризационных хар-к антенн включаетоблучение исследуемой антенны (ИА)электромагнитной волновой линейнойполяризации, многократные поворотиИА по азимутуи углу места Ц относительно направления на источникэлектромагнитной волны, измерение етение относится к антенным ям и может бить использовано для измерения поляризационтеристик антенны (коэфФицитичности, угол наклона болполяризационного эллипса)Цель изобретения - ловыности в условиях отраженийных предметов,На фиг.1 приведенаэлектрическая схема устлизующего предлагаемый ризационных характерисзмеряемую антенну 1,на площадке поворотазации поворотного мехаачивающего измеряемуюглам азимута , места9, поляризации. Вспомогательная антенна 3 линейной поляризации соединена с генератором 4. К поворотному устройству 2 подключен пульт 5 управления, коммутирующии сигналы упд5 равления механизмами поворота по углам(, 6, 3, сигналы датчика углов доворота и сигнал измеряемой антенны между соединенными с ним приемником 6, блоком 7 управления и блоком 8 регистрации результатов.Способ измерения поляризационных характеристик антенны реализуют следующим образом. 15Измеряемая антенна 1 сканируется поворотным устройством 2, поворачивающим каждую точку М (ч Б , ) пространства обзора на направление оси ОХ для каждого из трех положений плоскости поляризации (например О, 6 /4, Ф/2).Для пояснения изобретения введено определение угланаклона плоскос-. ти поляризации, угла поворота плос кости поляризации и опорной плоскости отсчета угла наклона плоскости поляризации.Углом наклона плоскости поляриза" ции линейно поляризованной электромагнитной волны, распространяющейся на наблюдателя, называется уголмежду опорной плоскостью и плоскостью поляризации, отсчитываемой в плоскости фронта этой волны по часовой стрелке от опорного направления, лежащего в опорной плоскости, до направления вектора Е.Опорной плоскостью отсчета угла наклона плоскости поляризации линейно поляризованной электромагнитной волны называется плоскость, проходящая через направление распространения и опорное направление, выбранноев плоскости фронта волны.45Углом поворота плоскости поляризации линейно поляризованной электромагнитной волны называется уголравный разности между конечными иначальными значениями углов наклона 5 Оплоскости поляризации к опорной плоскости и который отсчитывется вплоскости фронта электромагнитной волны либо между конечным и начальным направлением вектора Е при повороте источника относительно неподвижной опорной плоскости, либо между конечным и начальным положением опорного направления опорной плоскости при повороте приемника со связанной с ним опорной плоскостью относительно неподвижного источника.Задача измерения поляризационных характеристик в данном случае сводится к поиску таких углов (, 6, ф поворота исследуемой антенны 1 поворотным механизмом 2 относительно вспомогательной антенны, при которых измеряемая антенна направлена на падающую электромагнитную волну одной и той же точкой М (ч У), ориентированной под разными углами наклона0 + 1 к плоскости поляризации вспомогательной антенны 3, где Эо фиксированный угол наклона плоскости поляризации вспомогательной антенны 3; 3- угол поворота плоскости поляризации исследуемой антенны 1 (К Ь 3).Измеряемую антенну 1 окружим неподвижной относительно осей Х 07 Ед сферой с центром в точке О начала координат. Обозначим пересечение оси ОЕ,1 с этой сферой точкой Р, так что радиус сферы равен ОР. Произвольное направление в системе координат измеряемой антенны 1 обозначим точкой М (ч Б, )на сфере а, где ч, - угол азймута, отсчитываемый от оси ОХ в плоскости Х ОУ между наа аправлением ОХ и проекцией плоскости ч; = сопзС на плоскость Х О; П угол места, отсчитываемый от осй ОЕ, между ОЕа и ОМ (ч П, )3 к угол наклона плоскостй поляризации электромагнитной волны, падающей на измеряемую антенну в направлении М (ч П 1) относительно опорной плоскости, заданной для каждой точки М(ч П), лежащей на сфере а измеряемой антенны как плоскости ч = сопзС, а опорное направление задано для каждой точки М(ч П ) единичным вектором, лежащим в опорной плоскости ч = сопзЬ перпендикулярно ОМ(ч Ц), направленным в сторону уменьшения углов Б . В точке Р(ч = О, 11 = О) опорной является плоскость ч = О.Как видно, при изменении угла ч опорная плоскость измеряемой антенны поворачивается относительно оси ОЕ.Окружим точку О .начала координат Х, У, Е неподвижной относительно осей сферой Ь. Электромагнитная вол- .на вспомогательной антенны 31 закрепленной неподвижно, распространяется в направлении ХО. Опорная плоскостьдля отсчета угла наклона плоскости поляризации вспомогательной антенны в системе Х У Е задана вертикальной плоскостью 2 0 Х, опорное направление - единичным вектором, перпендикулярным ОХ и направленным в положи тельном направлении оси 02. Уголнаклона плоскости поляризации вспо;сгательной антенны отсчитывается в плоскости ЕОУ или параллельной ей.Измеряемая антенна 1 закреплена на площадке поворота поворотного ус тройства по оси поляризации 02 . За ось ОЕ измеряемой антенны принимается(ось 02 поворота антенны по углу поляризации.При повороте поворотного устройства по углу азимута угол Ч" поворота отсчитывается между осями ОУ и ОУ( При повороте поворотного устройства по углу места угол 9 поворота отсчитывается между осями ОЕ и ОЕ . При повороте поворотного устройства по углу поляризации угол (3 поворота отсчитывается между осью ОУ поворотного устройства и осью ОУ(1 измеряемой антенны.В исходном положении поворотного устройства все оси координат совмещены, т,е. ОХ, и ОХ совмещены с ОХ;(02 (02) совмещены с 02; ОУ( и ОУ совмещены с ОУ.Для установки угла наклона плоскости поляризации измеряемой антенны в точке М(ч, Ц) равным У (фиг.2) нужно опорную плоскость у= сопяг измеряемой антенны в т. МЙ(, ч ) сов 1 местить с опорной плоскостью вспомогательной антенны и направление ОМ (ч П) совместить с направлением ОХ. Такое совмещение производится поворотом поворотного устройства по углу поляризации из исходного положения на угол 3(,= - ч, при котором плоскость РОМ(., 1 ), совпадающая с опорной плоскостью ч = .", = сопят, ,ровместится с опорной плоскостью ЕОХ, и поворотом угломестного пово 11ротного устройства на угол О = -2- Б , после чего направление ОМ(ч,Ь) совместится с направлением ОХ,точка Р сферы а займет положение Рна сфере Ь и точка М(ч Б 1) сферы азаймет положение точки М на направлении оси ОХ сферы Ь,Теперь угол наклона плоскости поляризации электромагнитной волны, принятой измеряемой антенной в точке М;, Б), равен Для установки угла наклона плоскости поляризации(1)1 О нужно опорную плоскость ч = ч1= сопя, совмещенную с ОХ для установленного углаполяризации, повернуть вместе с измеряемой антеннойотносительно направления ОХ на уголПри таком повороте точка Р сферыа опишет дугу РР 1 окружности насфере Ь, плоскость которой лежит вплоскости фронта падающей волны, аугол ( согласно определению отсчиты 20 вается в этой плоскости между конечным положением опорного направленияР С опорной плоскости РОМ(ч Б),совпадающей с плоскостью РОМ, и начальным направлением Р 1 С опорной25 плоскости РОМ(ч П), совпадающейс плоскостью РОМ, совпадающими споворотом опорной плоскости у = ть= сопяг вместе с антенной на угол 1Такой поворот можо сделать, еслиЗО повернуть поворотное. устройство науглы ), , , определяемые череззаданные углы ч 11,Из фиг,2 можно получить;я = агсгд(гдБяп 31; (2)Я = агссоя(я 1 йПсоя 3); (3)35При повороте поворотного устройства на углы ( и О точка перемещается в положение Р 1, опорная плоскость РОМ(ч Б , Д ) измеряемой анО тенны совпадает с плоскостью РОМ(.положение М, так что дуга РцМ равнадуге Р, М,. Для возврата точки М(чБ, ) из положения М на направление5,ОХ в положение М необходимо ось 02(поляризационного устройства повернутьна= ВРВ, после чего опорнаяплоскость РОМ(ч Б, ), ранее совмещенная с РООМ, зайимает положение,5 О совмещенное с Р 1 ОМ. Из Фиг.2 можнополучить- агссоя 1 ссеЦсс агссоя хх (я 1 пЦ. соя 8, (4)Таким образом, для поворота плоскости поляризации электромагнитнойволны, принятой измеряемой антеннойв точке М на заданный угол ц =- ОООнеобходимо поворотное утсройство повернуть на углы:1631460 поворотом осейи 0 от 0 до 180 с дискретом АИ.Измеренные приемником 6 три значения амплитуды Л (1, 1, 0), А (1,/я3, 4) и А (г, 1, .-) для каждой точки М (ч Б) при трех углах наклона плоскостй поляризации, записываются в память блока 7 управления и для каждой точки М (ч Б) вычисляется коэффициент эллиптичности 1 и уголнаклона главной оси эллипса поляризации по формуламАю/г 0,5 агсг А- А квадраты измеренных амплитуд напряжений, пропорциональные мощнос еА, А Оие измеряемотной волноймногократные л магниции,нны относ электрома мои ант прихода мерение исследу деление лича ти сигналов, принятых измеряемой антенной 1 для каждой точки М (ч 1 и запи У 1санных в память блока 7 управления.ений и и при этоммой антенискомых п ю щ и й 30 лью повышения то п оворуту иветстражения от местных предметовты измеряемой антенны по азиуглу места 6 выполняют в соовии с соотношениями: сленииМ и выч оЭ цнизультаты изм яеп 0 )= агссоя(яп Ц соя 1 )нительно по углу поляризтветствии с соотношением и доп в с-ч - агссоя сгд 1) саа сасссса(аас Б соа аапричемдля нела 1,где ч,указанны менее че и выполняю начений угтр ех- азимут и угол места направления измеряемой антенны на источник электромагнитнои волны, отсчитываемые в системе координат измеряемой антенны относительно оси, совпадающей с осью поворота измеряемой антенны по углу поляризации 3;угол между плоскостью поляризации электромагнитной волны, принятой изме 5Формула изобретения ДагсСд(й 0 зп 0)9 = агссоз(зп 0.созе); ф = - ч - агссоя сСдбсгд(агссоз х х (згп Б соя 8, при этом угол наклона плоскости поляризации волны, падающей на измеряемую антенну, равен= + 0 .Обзор пространства ведется одним из известных способов (например, при фиксированном положении угла У угол ч поворотом оси 1 э от 0 до 3600 с дискретом 5 ч или при фиксированном положении ч, угол Б изменяется преобразуются в памяти микр В выводятся на блок регистра одним из известных способов.Данный способ измерения поляризационных характеристик антенн с помощью Одной неподвижной вспомогательной антенны 3, излучающей электромагнитную волну линейной поляризации, и трехкоординатного поворотного механизма 2 с вынесенной за пределы конструкции фиксированной в пространстве точкой начала координат по сравнению с известными способами обеспечивает повышение точности измерений за счет постоянства ориентации плоскости поляризации электромагнитной волны, что в свою очередь приводит к неизменности амплитуды поля в точке измерений за счет неизменности искажений падающего на исследуемую антенну поля. Способ измерения поляризационныххарактеристик антенны, включающий об антенны электро-линейной поляризаповороты исследуеительно направления гнитной волны, изамплитуды принятого ной сигнала и опреараметров, о т - я тем, что, с цености в условиях отряемой антенной, относительно фиксированного положения плоскости попяриэации электромагнитной волны, отсчитываемый в плоскости фронта волны,1631460 Составитель П,СавельевРедактор. М.Петрова Техред М.Дидык Корректор А.Осауленк раж 409 Подписное омитета по изобретениям и открыти Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ Заказ 543 ТВНИИПИ Государственного113035,при ГКНТ ССС а гарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,