Устройство для измерения поля антенны

 

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности и упрощение калибровки. Устройство для измерения поля антенны содержит СВЧ-генератор 1, исследуемую антенну 2, зонд 3, поляризационный модулятор 4, поляризационный фильтр 5, смесители 6 и 8, фазовращатель 7 на 90°, синхронные детекторы 9-12, блок 13 формирования управляющих сигналов и блок 14 регистрации. Повышение точности измерений достигается за счет исключения погрешности разделения на СВЧ волн с ортогональными поляризациями, а также погрешностей , связанных с разбросом параметров фазовых модуляторов и неидеальностью сумматора СВЧ-мощности. При этом значительно упрощается также процесс калибровки . Устройство по п. 1 ф-лы отличается выполнением блока 13,1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605966/09 (22) 15,11.88 (46) 23.09,91. Бюл. ¹ 35 (71) Гомельский государственный университет им.Ф.Скорины (72) С.Л.Соловцов (53) 621.317:621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1255949, кл. 6 01 R 29/10, 1980 .

Авторское свидетельство СССР № 1589222, кл. 6 01 R 29/10,16,05.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯ

АНТЕН НЫ (57) Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения — повышение точности и упрощение калибровки.

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для измерения амплитудно-фазового распределения ближнего поля антенны на двух поляризациях.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение калибровки.

На фиг. 1 приведена электрическая структурная схема устройства для измерения поля в раскрыве; на фиг. 2 — электрическая структурная схема блока формирования уп равляюЩИХ сигналов.

Устройство включает СВЧ-генератор 1, выход которого является выходом для подключения исследуемой антенны 2, последовательно соединенные зонд 3, поляризационный модулятор 4, поляризационный фильтр 5 и первый смеситель 6. последовательно соединенные фазовраща. Ж 1679418 А1

Устройство для измерения поля антенны содержит СВЧ-генератор 1, исследуемую антенну 2, зонд 3, поляризационный модулятор 4, поляризационный фильтр 5, смесители 6 и 8, фазовращатель 7 на 900, синхронные детекторы 9-12, блок 13 формирования управляющих сигналов и блок

14 регистрации. Повышение точности измерений достигается за счет исключения погрешности разделения на СВЧ волн с ортогональными поляризациями, а также погрешностей. связанных с разбросом параметров фазовых модуляторов и неидеальностью сумматора СВЧ-мощности. При этом значительно упрощается также процесс калибровки. Устройство по и. 1 ф-лы отличается выполнением блока 13, 1 з.п.ф-лы, 2 ил. тель на 90 7, вход которого подключен к выходу поляриэационного фильтра 5, и второй смеситель 8. Вторые входы первого 6 и второго 8 смесителей подключены к выходу СВЧ-генератора 1, выход первого смесителя 6 подключен к первому входу первого 9 синхронного детектора, выход второго смесителя 8 подсоединен к первому входу второго 10 синхронного детектора. Устройство также содержит третий 11 и четвертый 12 синхронные детекторы, блок

13 формирования управляющих сигналов, первый выход которого подсоединен к второму входу поляриэационного модулятора

4, второй выход — к вторым входам первого

9 и второго 10 синхронных детекторов, третий выход — к вторым входам третьего 11 и четвертого 12 синхронных детекторов, Выходы первого 9, второго 10, третьего 11 и

1679418 четвертого 12 синхронных детекторов подключены к соответствующим входам блока

14 регистрации, Блок 13 формирования управляющих сигналов содержит модулирующий генератор 15 синусоидальных сигналов, выход которого является первым выходом блока 13, первый преобразователь 16 синусоидального напряжения в прямоугольное, вход которого подсоединен к выходу модулирующего генератора 15, а выход является . вторым выходом блока 13, последовательно соединенные квадратор 17, вход которого подключен к выходу модулирующего генератора 15, и второй преобразователь 18 синусоидального напряжения в прямоугольное, выход которого является третьим выходом блока 13.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-сигнал, вырабатываемый СВЧ-генератором 1, возбуждает исследуемую антенну 2,. которая излучает во внешнее пространство электромагнитные волны.

Зонд 3, например открытый конец круглого волновода, преобразует падающее на него электромагнитное поле антенны в направляемые волны рабочего типа Н11 с соответствующими комплексными амплитудами ах и ày. Эти волны поступают в поляризационный модулятор 4, на управляющий вход которого подается синусоидальный сигнал с частотой Q иэ блока 13 формирования управляющих сигналов, и преобразуются следующим образом:

ax=. (ахcosф+ ay sin ф) е ах = ах sin ф + ay cos ф) е + где ф =@ (t) — угол поворота плоскости поляризации поля;

6 =4 (с) — соответствующий фазовый

„сдвиг.

При прохождении поляризационного фильтра 5 составляющая ау поглощается, а составляющая ах поступает на первый вход первого смесителя 6 и через фазовращатель на 90 — на первый вход второго смесителя 8, сигнал от генератора 1 подается на второй вход смесителей 6 и 8, сигнал с выхода смесителя 6

0;(С)=сагам + С) ССа Г)Г + a„COS (Гр„+ t)ala Г)Г поступает на первый вход первого 9 и третьего 11 синхронных детекторов, а с выхода второго смесителя 8 сигнал

up=a.slog + t) oos s) + à slo (p„+ 4)sla )(l поступает на первый вход второго 10 и четвертого 12 синхронных детекторов, При этом на вторые входы первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 синхронных

5 детекторов подаются сигналы с выходов блока формирования управляющих сигналов 12.

С выходов первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 синхронных детекто10 ров постоянные напряжения

01 = ау cos ру (0з = МАХ cos (р< + а)

Ог = ay sin py I 04 = MAX sin (р + а) поступают на соответствующие входы блока регистрации 14, где преобразуются в цифровой код и обрабатываются с целью вычисления амплитуд и фаз двух поляриэационных составляющих поля исследуемой

20 антенны а,= — l Я+Ж, M ага = alga (U4) агссоа — а;

Оа

u+u

a„=su)+uj, (ру = sign (Ог) arccos

01

Неизвестные константы М и а определяются в результате калибровки, которая заключается в следующем.

Образцовую антенну с линейной поля35 ризацией устанавливают вместо испытуемой так, чтобы плоскость поляризации падающего на зонд поля была повернута на 45 относительно оси ОХ. При этом измеряют напряжения 01о, Ого, Uso u Uno на

40 выходах синхронных детекторов и вычисляют

M slUUo+0 o . Uo + сг о

040 Ого а = arcsin — a resin

Uo+Uo Uo+Uo

50 Блок формирования управляющих сигналов 13 работает следующим образом.

С выхода модулирующего генератора i5 синусоидальный сигнал с частотой И поступает на управляющий вход поляриза55 ционного модулятора 4 и на входы квадратора 17 и первого преобразователя 16 синусоидального напряжения в прямоугольное, с выхода которого сигнал, описываемый функцией ot (t) = sign (sin Q t), 1679418 поступает на управляющие выходы первого 9 и второго 10 синхронных детекторов.

С выхода квадратора 17 переменная составляющая сигнала, пропорциональная соэ2Ис, поступает на вход второго преобразователя 18 синусоидального напряжения в прямоугольное, с выхода которого сигнал. . описываемый функцией m(t) = sign (cos20 t), подается на управляющие входы третьего

11 и четвертого 12 синхронных детекторов.

Основное техническое преимущество предлагаемого устройства для измерения поля антенны заключается в повышении точности измерений эа счет исключения погрешности разделения на СВЧ волн с ортогональными поляризациями, а также погрешностей, связанных с разбросом параметров фазовых модуляторов и неидеальностью сумматора СВЧ-мощности, Значительно упрощается также процесс калибровки

Формула изобретения

1. Устройство для измерения поля антенны, включающее СВЧ-генератор, выход которого является выходом для подключения исследуемой антенны, последовательно соединенные зонд, установленный с возможностью перемещения в ближней зоне исследуемой антенны, поляризационный модулятор, поляриэационный фильтр и первый смеситель, второй вход которого подключен к выходу СВЧ-генератора, а выход подсоединен к первым входам первого и третьего синхронных детекторов, блок регистрации, входы которого подключены к выходам первого, второго, третьего и четвертого синхронных детекторов, и блок формирования управляющих сигналов, первый выход которого подсоединен к второму вхо5 ду поляризационного модулятора, а второй выход — к вторым входам первого и второго синхронных детекторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и упрощения калибровки, в него введены по10 следовательно соединенные фазовращатель на 90, вход которого подключен к выходу поляризационного фильтра, и второй смеситель, выход которого подсоединен к-цервым входам второго и четвертого

15 синхронных детекторов, третий выход блока формирования управляющих сигналов подключен к вторым входам третьего и четвертого синхронных детекторов.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е20 с я тем, что блок формирования управляющих сигналов, включает модулирующий генератор синусоидального напряжения, выход которого является первым выходом блока формирования управляющих сигна25 лов, первый преобразователь синусоидального напряжения в прямоугольное, вход которого подсоединен к выходу модулирующего генератора синусоидального напряжения, а выход является вторым

30 выходом блока формирования управляющих сигналов, последовательно соединенные квадратор и второй преобразователь синусоидального напряжения в прямоугольное, выход которого является вторым

35 выходом блока формирования управляющих сигналов, а вход квадратора подключен к выходу модулирующего генератора синусоидального напряжения.

1679418

ß10

Фиг 2

Составитель П, САвельев

Редактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор T. Малец

Заказ 3211 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, у».Гагарина, 101