Устройство для измерения амплитудно-фазового распределения поля антенн

ЭОЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 9) 51)5 С 01 Е 29 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ С й 2 б (088.8) ельство ССС К 29/10, 198 ьство СССР К 29/10, 198 21 ЕРЕНИЯ АМ ДЕЛЕНИЯ ПОЛ(57) Изобретение отнантенных измерений,сится ехнике етения - Устрой- наь изоб овышение чности и т СВЧ-ге мерения.ератор 1ь 2, исслку измери тво содер р авл енный тветвител 3, реше ая из комую антен нтенн, ка тельныхоит из орых сост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯТУДНО-ФАЗОВОГО РАСПРЕАНТЕНН приемного и передающего излучателе 4 и 8, вентилей 5 и 7 и электрически управляемого фазовращателя 6, а также рупорную антенну 9, сумматор 10, квадратичный и синхронный детекторы 11 и 13, усилитель 12 промежуточной частоты, фильтры 14 нижних частот, управляемые СВЧ-фазовращатели 15, делители 16 и 17 частоты, генераторы 18 прямоугольных импульссв и фазовращатели 19 на 90 . Данное выполо нение устройства обеспечивает отсутствие в конечном сигнале составляющих, вызванных неидентичность.э коэфспередачи и фазовых сдвигов при установке фазовых дискретов СВЧ-Аазовращате- а леи 15. За счет этого повышается точность измерения во всей рабочей полосе частот, 1 ил.Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано щадя измерения параметров антенн в ближней зоне на автоматизи 50 рованных стендах.5Цель изобретения - повьппение точности.ца чертеже приведена электрическая структурная схема устройства для измерения амплитудно-Фазового распределения (АФР) поля антенны,Устройство дпя измерения АФР поля антенны включает последовательно соединенные СВЧ-генератор 1, направленный ответвитель 2, первый выход которого является входом для подсоединения исследуемой антенны 3, рещетку, состоящую из измерительных антенн, каждая из которых включает последовательно соединенные приемный излучатель 4, первый вентиль 5, электрически управляемый Аазовращатель 6, второй вентиль 7 и передающий излучатель 8, размещенные в раскрыве 25 рупорной антенны 9, последовательно соединенные СВЧ-сумматор 10, первый вход которого подключен к выходу рупорной антенны 9, квадратичный детектор 11 и усилитель 12 промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно 2 п цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенньгх синхронного детектора 13 и Фильтра 14 нижних частот, выход каж дого из которых является выходом устройства, управляемый СВЧ-фазовращатель 15, п+1 делителей 16 частоты на два, и делителей 17 частоты, и+1 генераторов 18 прямоугольных импульсов, причем вход управляемого СВЧ-Фазовращателя 15 соединен с вторым выходом направленного ответвителя 2, выходс вторым входом СВЧ-сумматора 10, а первый управляющий вход - с выходом и+1-го генератора 18 прямоугольных импульсов, второй управляющий входс выходом и+1-го делителя 16 частоты на два, вход которого соединен с выходом и+1 генератора 18 прямоугольных импульсов, каждый первый выход генераторов 18 прямоугольных импульсов соединен параллельно с входом соответствующего делителя 16 частоты на два и с соответствующим первым управляющим входом электрически управляемого Фазовращателя 6, каждый второй выход генератора 18 прямоугольных импульсов соединен с входом соответствующего делителя 17 частоты, каждый из и выходов делителей 17 частоты параллельно соединен с вторымвходом соответствующих четных детекторов 13 и с входом соответствующихАазовращателей 19 на 90 , а каждыйвход и делителей 17 частоты - с вторым выходом соответствующего генератора 18 прямоугольных импульсов, выход каждого из Фазовращателей 19 соединен с соответствующими входаминечетных синхронных детекторов 13,Устройство для измерения амплитудно-Аазового распределения поля антенныработает следующим образом,СВЧ-генератор 1 вырабатывает сигнал синусоидальной Формы з 1 пЯ , который далее поступает через направленный ответвитель 2 для запиткиисследуемой антенны 3 и частично ответвляется в опорный канал. Лри работе антенны 3 на передачу в ее раскрыве Аормируется поле, амплитудноФазовое распределение которого измеряется многоканальным измерительнымзондом. В 1-й точке поля сигнал,излученный антенной 3, принимаетсяизмерительным излучателем 4, пройдявентиль 5, служащий для развязкиизлучателя 4 и управляемого дискретно Фазовращателя 6, поступает напоследний в виде:А 1 соя(Уо 1 + Юх, )где А - , амплитуда СВЧ-генераторахЦ, - коэАФициенты, характеризующие амплитуду и Аазовыйсдвиг в данной точке поля,Одновременно с этим на ;правляющийвход секпии О -180 управляемого Фао 0зовращателя 6 от генератора 18 прямоугольных импульсов поступают импульсыЗЕ 1прямоугольной Аормы с частотой -Яо фо оа на управляющий вход секции 0 -90Аазовращателя 6 с делителя 16 частоты на два поступают импульсы прямо 2, угольной Аормы с частотой 2 - ,дЯф Э (д = 1,2, п), где и - чи с. о каналов зонда.Ца выходе Ааэовращателя 6 сигнал имеет вид:+ А, +Ю 2, ), - , - , вдп 1 с 2 Я,Е, (2)4 11 Кп 1 Л 5 Сигнал с второго выхода направленного ответвителя 2 поступает на вход дискретно управляемого СВЧ-фазовращателя 15, на управляющие входы секции Оои 0 -90 которого с генератора 18 прямоугольных импульсова (й) = А(1 + и, - , - вп 1 сЯ Е)(1 +4 1а 10; ., С4 1х совЯ с + (9+ь 9, ) - 5 - вхп)са,с)11 Кп 1 З,5 4 и - ъ впй 2 Я й) )( го с - - о 4 1Далее сигнал поступает на квадратичный детектор 11, после прохождения квадратичного детектора на входа = а (г.) + а (г.)2 усилителя 12 промежуточной частоты45 выделяется сигнал, пропорциональный .1)с=КЗ.54 4 1 х сов(1 х, + (И+о 9),. - ,- вхп)схх с + (9 с,+пйх;) -- вхп 2, с(с -4 4 ох 1оок.1,.5кхВ 5б р га44 ) 11 (щ в Я х) (1 + и, - в впс 2)Кп 1 Мк 0,54 1 41 с 22 4К,15 1 св(ъ 1 Д Я где и , и - индексы паразитной амплитудной модуляции, вызванной неидентичностью коэффициентов передачи при установке базовых дискретов (1)азовращателя 6;661,х,66 в, - ПОГРЕШНОСТЬ УСтаНОВКИ .11)азовых сдвиговДалее, пройдя через вентиль 7, который служнт для развязки управля На выходе СВЧ-сумматора 10 сигналбудет равен 10емого (1)азовращателя 6 и передающего излучателя 8, сигналы излучаются в раскрыв рупорной антенны 9, которая служит для суммирования сигналов, излученных всеми измерительными антеннами многоканального измерительного зонда. Иа выходе рупорной антенны 9 выделяется суммарный сигнал и делителя 16 частоты на два поступают прямоугольные импульсы с часто- ЗОтой - и 2 - о, Сигнал опорного ка 1 1нала после прохождения СВЧ-Аазовращателя будет иметь вид:О 1652943 10 Рчастотой2 Т можно за"2 н 25 30- соя(0, г.+ц) ),821 О С 35 40 А 1, соя(й; +),45 50 созе, С,Таким образом, выражение (6) содержит Б созе;й,1 16 1о 2Яг Е(43+1) (23+1) + --- 1 п 24 2Т Следовательно, выражение (6) на ь4 частоте й /2 й содержит член, - созга,г. 3 ппЯ;-й, Выражение на частоте содержит 52 т составляющую величины 8 - соя(Я;-(7) 1 ьг о Исходя из изложенного вышее, выражение (6) при выделении сигнала с писать (пренебрегая членами приш н ввиду их малости)4у соя;Л +АЮ О )созе, С4- ;,-2 я пС . (2 - п 2 А го ) яи 0 огПренебрегая членами при ЬО Ь 04ввиду их малости, можно записать Тогда сигнал, описываемый на частоте усилителя 12 промежуточной частоты, будет иметь вид: и А1 с, соя(Я;й +Ц),),На сигнальные входы синхронных детекторов 13 подаются сигналы видаНа гетеродинные входы четных синхронных детекторов 13 подаются сиг- налы а на одноименные входы нечетных детекторов 13-сигнал с выхода Аазовращателя 19, сдвигаюгего сигнал на 90 , я 1 пЯ, , отсюда с учетом выражения (5) на выходе четных фильтров 14 нижних частот сигнал описывается выражением иА, с соя Чх фМ 24,6на выходе нечетных дшльтров 14 нижних частот сигнал описывается выра- жением иА1 с, ыч;. 1=1 Л,5з полученного выражения видно, . что в конечном сигнале отсутствуют составляющие ш, Й, Ь 6 Ь 82 вызванные неидентичностью коэффициентов передачи и йазовых сдвигов при установке Аазовых дискретов СВЧ-фазовращателей. За счет этого улучшается точность измерения во всей рабочей полосе частот. Формула изобретения Устройство для измерения амплитудно-Фазового распределения поля.антенн, включающее последовательно соединенные СВЧ-генератор и направленный ответвитель, первый выход которого является входом для подключения исследуемой антенны, решетку, состоягую из измерительных антенн, каждая из которых включает последовательно соединенные приемный излучатель, первый вентиль, электрически управляемый Аазовращатель, второй вентиль и передающий излучатель, размещенные в раскрыве рупорной антенны, последовательно соединенные СВЧ-сумматор, первый вход которого подключен к выходу рупорной антенны, квадратичный детектор и усилитель промежуточной частоты, к выходу которого подключены параллельно 2 п цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных синхронного детектора и йильтра нижних частот, выход каждого из которых является выходом устройства, и+1 генераторов прямоугольных импульсов, выход каждого из п которых соединен с первым управляющим входом соответствующего электрически управляемого Аазовращателя и через делитель частоты на два - с вторым управляющим входом этого же электрически управляемого 6 азовращателя, управляемый СВЧ-Аазовращатель, первый управляющий вход которого подключен к выходу и+1-го генератора прямоугольных импульсов, к которому подключен через делитель частоты на два второй управляющий вход этого Аазовращателя, иЗаказ 2188 Тираж 424 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Аазовращателей на 90, выход каждогоиз которых подсоединен к опорномувходу соответствующего нечетногосинхронного детектора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены и делителей частоты, вход каждого из которых,подсоединен к второму выходу соответствующего генератора прямоугольных импульсов, а выход - к входусоответствующего нечетного синхронного детектора и соответствующего Фазовращателя на 90, управляемый СВ 1 фазовращатель включен между вторымвыходом направленного ответвителяи вторым входом СВЧ-сумм гора.