Способ встроенного контроля фазированной антенной решетки
Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для контроля фазированной антенной решетки (ФАР) и с фазовращателями (ФВ) на1 pin-диодах в процессе ее эксплуатации. Цель изобретения - повышение точности и достоверности контроля каналов ФАР с ФВ на pin-диодах. Указанная цель достигается за счет того, что на вход ФАР подают непрерывный сигнал, поочередно манипулируют состоянием каждого pin-диода, входящего в ФВ, выделяют на входе контролируемой ФАР отраженный сигнал с частотой манипуляции , измеряют его амплитуду и фазу и судят о работоспособности каждого pin-диода , а также какими ФАР по результатам сравнения измеренных значений амплитуды и фазы с эталонными значениями. Повышение долговечности и точности контроля обеспечивается возможностью контроля каждого pin-диода ФВ. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)s 6 01 R 29/10
l
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632882/09 (22) 06,01.89 (46) 23,04.93, Бюл. ¹ 15 (71) Научно-исследовательский институт
"Квант" (72) И,Л,Шимберг и Е.А.Стриополо (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 995021, кл. G 01 R 29/10, 1981.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1518808, кл, G 01 R 29/10, 1988. (54) СПОСОБ ВСТРОЕННОГО КОНТРОЛЯ
ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ (57) Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для контроля фазированной антенной решетки (ФАР) и с фазовращэтелями (ФВ) на
Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано для встроенного контроля фазированной антенной решетки (ФАР), Цель изобретения — повышение точности и достоверности контроля каналов ФАР с фазовращателями íà pin-диодах.
На чертеже (фиг,1) приведена схема электрическая структурная устройства, реализующего способ встроенного контроля
ФАР, на фиг,2 — схема фазовращателя ФАР с цепями управления.
Устройство, реализующее способ встроенного контроля ФАР, включает последовательно соединенные генератор сигнала 1, циркулятор 2 и фидерный тракт 3, выход которого подключен к входу контролируемой ФАР 4, последовательно соединенных смесителя 5, вход которого подключен к третьему плечу циркулятора 2, эмплифазометра 6 и блока обр;ботки 7. Второй вход.. Ж 1810841 А1
pin-диодах в процессе ее эксплуатации.
Цель изобретения — повышение точности и достоверности контроля каналов ФАР с ФВ на pin-диодах. Указанная цель достигается за счет того, что на вход ФАР подают непрерывный сигнал, поочередно манипулируют состоянием каждого pin-диода, входящего в
ФВ, выделяют на входе контролируемой
ФАР отраженный сигнал с частотой манипуляции, измеряют его амплитуду и фазу и судят о работоспособности каждого pin-диода, а также какими ФАР по результатам сравнения измеренных значений амплитуды и фазы с эталонными значениями, Повышение долговечности и точности контроля обеспечивается возможностью контроля каждого pin-диода ФВ. 2 ил. смесителя подсоединен к выходу генератора сигнала 1, Устройство также содержит генератор, сигнала манипуляции 8,. выход которого подсоединен к второму входу амплифазометра 6 и к первому входу блока управления, С
9, второй и третий входы которого являются: Q0 входами для подачи сигнала управления лучом и сигнала управления контролем со- а ответственно, ФАР 4 включает фазовращатели 10, к выходу каждого из которых подключен излучающий элемент 11, à управляющий вход каждого из которых подсоединен к соответствующему выходу блока 9 управления. Вход каждого фазовращателя подключен к тракту 3 через направленный ответвитель (НО) 12,.выход второго плеча каждого из которых подсоединен к согласованной нагрузке, Пример выполнения фэзовращателя в виде отрезка волноводэ с управляемыми
1810841 неоднородностями приведен на фиг.2, Он включает пары диафрагм 14 с pin-диодами, отстоящие друг от друга на расстоянии il/4.
На каждый из диодов подается управляющее напряжение с выхода формирователя
15, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующей схемы И, на первой и второй входы каждого из которых поступают сигналы управления лучом и сигналы управления контролем соответственно.
Способ встроенного контроля ФАР реализуется следующим образом.
B режиме "контроль" на контрольный вход блока 9 управления подают с генератора 8 сигнал манипуляции с частотой. Одновременно на блок 10 управления поступают сигналы управления контролем. При этом на второй вход, например, семы И 16 первого pin-диода первого фазовращателя (ФВ) 10 поступает сигнал "единица", а на вторые входы остальных схем И 16 всех других ФВ
10 подают сигнал "нуль" (см, фиг,2).
В этом случае сигнал манипуляции с частотой F< (при включении и выключении соответствующего pin-диода с частотой F<) поступает на формирователь 15, обеспечивающий формирование прямого и обратного напряжения на первый pin-диод первого
ФВ 10. Одновременно, с включением режима работы "контроль" на первый вход циркулятора 2 подают по тракту от генератора
1 сигнала. контрольный непрерывный сигнал в рабочем диапазоне частот антенны (см, фиг,1), Непрерывный сигнал проходит через циркулятор 2, фидерный СВЧ тракт 3 поступает на вход контролируемой ФАР 4, ответвляется направленными ответвителями 12 на входы контролируемых фазовращателей (ФВ) 10, проходит через ФВ 10 и излучается излучателями 11.
Одновременно с падающим сигналом, проходящим в сторону ФАР 4, по тракту 3 в обратную сторону, от ФАР 4 к циркулятору
2, проходит отраженный сигнал, Через циркулятор 2 отраженный сигнал проходит на вход смесителя 5, где из него выделяется сигнал с частотой манипуляции
F .
Отраженный сигнал на входе смесителя
5 можно представить в виде следующей суммы:
I нотр = Ообщ + О! =, 1ЬадГобщ +
jPi
+ Опад е - S11i, где S11i — коэффициент отражения диафраг мы 14, в которую входит контролируемый в данный момент и коммутируемый с частотой
FM pin-диод:
Гобщ = Г - S11i — часть общего коэффициента отражения, которая остается неизменной при коммутации контролируемого pin диода диафрагмы; р — характеризует фазу сигнала, прошедшего от входа фидерного тракта 3 до контролируемой диафрагмы 14 и обратно до
"0 входа смесителя 5. . Как указывалось выше, здесь для примера рассматривается процесс контроля
pin-диода в первой диафрагме 14 первого
ФВ. На pin-диод первой диафрагмы 14 поступает с частотой FM прямое и обратное напряжение, благодаря чему контролируемый pin-диод с частотой FM отпирается и запирается.
При этом изменяется с частотой Р,» коэффициент отражения (КО) S11i диафрагмы
14 с контролируемым pin-диодом в контролируемом ФВ 10, Модуль и фаза S»i определяется в о6щем случае схемой ФВ и местом установки контролируемого в данный момент pin-диода (в какой диафрагме 14 какого дискрета
ФВ 10 он установлен), — jP*
Таким обРазом 0 = Опад е 3111.
30 В данном случае, учитывая схему контролируемого ФВ 10, значения S11 и Ц будут с частотой FM принимать два значения; — )p
S11i, и = Опад е Я1ц в пеРвый полупериод манипуляции, S11i - О, Ui =- 0 во второй полупериод манипуляции.
Таким образом, выходные сигналы смесителя 6 можно представить в следующем
40 виде:
Ucy1 = Kcy 1 0пад 1 S11i Sjn(P i+ 45 . где рз — фаза коэффициента отражения диафрагм 14 с контролируемым pin-диодом; p — фаза сигнала, прошедшего от входа 50 фидерного тракта 3 через НО 12, через ФВ 10 до диафрагмы 14, pin-диод, который контролируется в данный момент и отразившись от диафрагмы 15, в обратную сторону до входа смесителя 5. P = 2 Р гафт 2 Лафа + 2 4 умно + Л(Pq, 1фт — длина фидерного тракта 3, нормированная к длине волны; 181084 i Л рф — фазовый сдвиг в фаэовращателе 10 от входа до диафрагмы 14 с контролируемым pin-диодом; Лp о — фазовый сдвиг в НО 12; Лфц — фазовый сдвиг на участке от третьего плеча циркулятора 2 до входа смесителя 5, С выхода смесителя 5 сигнал на частоте FM поступает на первый вход амплифазометра 6, на второй вход которого поступает опорный сигнал с частотой F< с выхода генератора 9. В амплифазометре 6 определяются модуль и фаза выделенного переменного с частотой FM сигнала. При заданном (известном) значении Опад значение 14,,ы характеризует модуль коэффициента отражения диафрагмы 14 с контролируемым в данный момент pin-диодом. При заданных и неизменных (исправных) СВЧ устройствах, входящих в фидерный тракт ФАР (фидерный тракт 3, циркулятор 2, НО 12), 0выы сравнивается с предварительно рассчитанным значением 1 S1>i»1. Если определенная величйна l Яиi l l $ 1ьт l, то контРолиРУемый Pin-ДиоД в диафрагме 14 исправлен, Если pin-диод неисправен, то будет отсутствовать переменный на частоте FM сигнал. После контроля первого pin-диода переходят к контролю pin-диода во второй диафрагме 14 Ф B 10 и т,д. При этом контролируются и все блоки, через которые проходят сигналы, Сравнение ps xi с р . как и амплитуд, позволяет оценивать вносимый ФВ 10 (той его частью, которая предшествует контролируемой диафрагме 14) фазовый сдвиг. фа5 эы коэффициентов передач НО 12, устройств фидерного тракта и т.д. Таким образом, при использовании данного изобретения поочередно проверяются работоспособности всех pin-диодов 10 ФВ 10, HO 18 и устройств фидерного тракта 3, в состав которого входят, в том числе, вращающиеся сочленения, различные переходы, длинные тракты и т.д. Формула изобретения 15 . Способ встроенного контроля фазированной антенной решетки, включающий подачу на вход фазированной антенной решетки (ФАР) непрерывного сигнала, частота которого находится в рабочем диапазоне 20 частот контролируемой ФАР, манипуляцию состоянием фаэовращателя в выбранном канале контролируемой ФАР, выделение отраженного сигнала на входе контролируемой ФАР, выделение сигнала с частотой 25 манипуляции из суммарного отраженного . сигнала и измерение его амплитуды и фазы, по которым судят об исправности выбранного канала контролируемой ФАР, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения 30 точности и достоверности контроля ФАР с фазовращателями на pin-диодах, манипуляцию состоянием фазовращателя в выбранном канале исследуемой ФАР выполняют путем подачи управляющего напряжения 35 поочередно на все р1п-диоды фазовращателя. 1810841 Редактор Заказ 1444 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина. 101 I I I t I I l L! t ! I 1 I 1 с е » 1 1 ! ! I 1 ! 1 (! Л Составитель П.Савельев Техред M.Moðãåíòàë Корректор Е.Папп
