Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - упрощение способа. Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток (ФАР) заключается в размещении фрагмента бесконечной ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели , измерении модуля коэффициента отражения на входе одного излучателя фрагмента и модулей коэффициентов взаимной связи этого излучателя с остальными и вычислении модуля динамического коэффициента отражения ФАР при излучении в направлении, характеризуемом углами сканирования рпт и впт . Цель достигается тем, что дополнительно измеряют модули коэффициентов отражения на входах остаточных модулей и модули коэффициентов взаимной связи остальных пар излучателей и вычисляют модуль динамического коэффициента отражения ФАР по приведенному соотношению. 3 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csus G 01 R 29/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4622859/09 (22) 19.12,89 (46) 30.09.91. Бюл. М 36 (71) Московский энергетический институт (72) А.С.Батанов, В.Л.Зубков, Ю,А,Карцев, Д.М.Сазонов и Н.Я.Фролов (53) 621.396.67 (088.8) (56) Steyskal Н. Mutual coupling analysis of

finite planar wavegnide array. — IEEE

Transaction on Antennas and PropagatlonsÄ

Ч, AP-22, July 1974, р. 534 — 557.

CustIncIc J.J. The determination of active

array impedance with multielemtnt wavegulde

simulator. — IEEE Transaction on Antennas

and Propagations, V. AP — 22. Sept. 1972, р.

589-595, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕН ИЯ МОДУЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ФАЗИРОВАННЫХ АНТЕННЫХ

РЕШЕТОК (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — упрощение способа.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения активных, реактивных и полных сопротивлений или производных от них величин и для измерения динамических коэффициентов отражения (ДКО) фазированных антенных решеток (ФАР).

Цель изобретения — упрощение способа.

На фиг, 1 приведена структурная схема измерения модуля коэффициента отражения; на фиг. 2 — расположение излучателей во фрагменте ФЛР; на фиг. 3 — структурная.. Ы,, 1681281 А1

Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток (ФАР) заключается в размещении фрагмента бесконечной ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели, измерении модуля коэффициента отражения на входе одного излучателя фрагмента и модулей коэффициентов взаимной связи этого излучателя с остальными и вычислении модуля динамического коэффициента отражения ФАР при излучении в направлении, характеризуемом углами ска-, нирования Ъл1 и Я л, Цель достигается тем, что дополнительно измеряют модули коэффициентов отражения на входах остаточных модулей и модули коэффициентов взаимной связи остальных пар излучателей и вычисляют модуль динамического коэффициента отражения ФАР по приведенному соотношению. 3 ил. схема устройства для измерения модуля коэффициента взаимной связи двух излучателей фрагмента ФАР, Устройство, реализующее способ измерения модуля динамического коэффициента отражения ФАР, состоит из прямоугольного волновода 1, согласованной многомодовой нагрузки 2, фрагмента 3 ФАР, измерителя 4

КСВ и затуханий, согласованной нагрузки 5, СВЧ-генератора 6, измерителя 7 отношения СВЧ-сигналов.

Способ заключается в следующем.

1681281

Установлено, что матрица рассеяния по входам фрагмента 3 ФАР S диагоналиэируется ортогональной матрицей Т/Т - Т /, элементы которой не зависят от матрицы S, 5 а определяются только геометрией фрагмента ФАР:

10 Диагональные элементы у матрицы (у } являются собственными значениями матрицы S, а следовательно. ДКО. Здесь мультиндекс, соответствующий упорядочению излучателей фрагмента по строкам

15 1 (р, где р - N М вЂ” число излучателей фрагмента.

Если образовать матрицу $ *$, то ее собственные значения являются квадратами сингулярных чисел lp I, причем St S диагонализируется той же иатрицей Т:

Диагональные элементы б(матрицы

St S образованы только из модулей коэффициентов взаимных связей элементов в фрагменте 3 ФАР

4i =(Я "Я) =2, lsql

30 (3) и представляют собой суммарные потери на отражение во фрагменте при возбуждении

35 1-го излучателя. Так как во фрагменте 3 ФАР отсутствует геометрическая симметрия, то все б(независимы, Из соотношений (2) и (3) следует, что

d> = (Ти) 1) причем

lgnml = — 2 g д, cps 4S г N 4л, Р 1 ц=1 2N+1

Tlt =(ts® с)(г, где 1 1; а р;

6 — знак прямого произведения матриц.

Матричные элементы матриц ts u tk имеют вид:

2,2 )spq (1) где / 4 2xpq

2 +1 "N2N+1 р=р;

4рч =

О, pwq;

1 p q N

В прямоугольный волновод 1, нагруженный на согласованную многомодовую нагрузку 2, помещают фрагмент 3 ФАР, фрагмент 3 включает N столбцов и М строк излучателей, в качестве которых, например, могут быть вМбраны излучатели из открытых концов прямоугольных волноводов, поляризованных по оси Y. Размещают фрагмент 3 ФАР в прямоугольном волноводе 1 так, что две соседние стенки прямоугольного волновода 1 проходят через излучатели, а две другие отстоят на половину периода ФАР от ближайших излучателей фрагмента 3 ФАР.

Поочередно измеряют KCB на входе каждого излучателя фрагмента 3 ФАР, причем входы остальных излучателей фрагмента 3 ФАР предварительно нагружают. на согласованные нагрузки 5, Затем измеряют модуль коэффициента взаимной связи Spq,kl между излучателем, находящимся в столбце р и строке q, и излучателем, расположенным в столбце k и строке I. По измеренным величинам определяют модуль ДКО ФАР при излучении в направлении /am и О в . где а, Ь вЂ” размеры поперечного сечения прямоугольного волновода 1; индексы и и m принимают значения и 1...N u m - 0,1...М1, где N — число столбцов, а М вЂ” число строк излучателей фрагмента 3 ФАР; 1(Ъ вЂ” угол плоскости сканирования с осью Х (совпадают со стороной а); 0- угол луча с осью Z (продольной осью прямоугольного волновода 1); il — длина волны с помощью соотношения: (2 сов 4 ™24(— — — 1 (2 M — 1) dq dmq

Соотношение (1) обосновывается следующим образом.

St S-Т(1у I }Tt (2) 1681281 (тс)тз

cos

pin m= агсЮ б4 = агсз!и " +

1 m, S(M, 5

2М вЂ” 1

1, гпмнп;

Х.

2, m=n.

iqi = f (в )ца,, Spq,kl, к=1 !=1 где р=q; pq =

0, j q:

Система (4) состоит из р линейных уравнений относительно р неизвестных ф

Решение этой системы требует обращения матрицы Ос матричными элементами Qi = = (Тв) .

Обратная матрица может быть найдена в аналитическом виде без использования численных алгоритмов обращения, тогда !у .описывается выражением из которого следует соотношение (1), положенное в основу метода.

Формула изобретения

Способ измерения модуля динамического коэффициента отражения фазированных антенных решеток (ФАР), основанный на размещении фрагмента бесконечной

ФАР в прямоугольном волноводе, стенки которого лежат в плоскостях симметрии

ФАР и только две соседние из них проходят через излучатели, измерении модуля коэффициента отражения на входе одного излучателя фрагмента и модулей коэффициентов взаимной связи этого излучателя с остальными и вычислении модуля динамического коэффициента отражения ФАР при излучении в направлении, характеризуемом углами сканирования:

10 где а, Ь вЂ” размеры поперечного сечения волновода;

А — длина волны; и =1„...N;

Й =О...М вЂ” 1;

N u M — числа излучателей в рядах вдоль сторон с размерами а и Ь соответственно, отличающийся тем, что, с целью упрощения, дополнительно измеряют модули коэффициентов отражения на входах ос20 тальных излучателей Spq,pqj и модули коэффициентов взаимной связи остальных пар излучателей 1 Spq,kj I, где k/р или а, причем модуль динамического коэффициента отражения ФАР ly l вычисляют с помощью соотношения

4лп! у„<, = — 2 g g cos р, 1 2N+1

d (2 cos — — - — — (2 М вЂ” 1) д<ц Bmn р, k — номера столбцов; р, — номера строк излучателей.

1 2

ФкгЛ

Фиг. 3

Составитель Е,Скороходов

Редактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 3311 Тираж Подписное

ВНИИПИ Го<.ударственного комитета по изобретениям и открытиям при! KHT СССР

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

Г1роиз «,, ii! .ííî-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.!- гэ «на, 101