RU2033620C1 - Method for testing characteristics of emittance of antenna - Google Patents

Abstract

FIELD: tuning and testing antenna systems. SUBSTANCE: method involves emittance of signal by additional antenna, receiving the emitted signal by tested antenna, which is positioned on the distance z=0.05-1.15z=(0,05-1,15)·2a²/λ from additional antenna. Then tested antenna is rotated in plane of measurements, amplitude of received signal is measured, characteristics of tested antenna are calculated according to results of measurements. Finally these results are compared to reference values. EFFECT: increased functional capabilities.

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при настройке и контрольной проверке антенных систем. The invention relates to a radio engineering technique and can be used in tuning and verifying antenna systems.

Известны способы, которые могут быть использованы при контроле характеристик излучения антенн. Known methods that can be used to control the radiation characteristics of the antennas.

Способ [1] основан на измерении амплитуды и фазы сигнала излучения в ближней зоне контролируемой антенны, последующем вычислении по измеренным значениям характеристик излучения контролируемой антенны и сравнении их с заданными характеристиками. При проведении контроля этим способом необходимо учитывать взаимодействие контролируемой и измерительной антенн. Измерения в ближней зоне требуют высокой точности позиционирования измерительной антенны, что приводит к высоким материальным затратам. Кроме того, вычисление характеристик излучения антенны по измеренным значениям амплитуды и фазы в ближней зоне предполагает использование громоздких алгоритмов, реализуемых на многоразрядных ЭВМ с большим объемом памяти. The method [1] is based on measuring the amplitude and phase of the radiation signal in the near zone of the monitored antenna, subsequent calculation of the measured radiation characteristics of the monitored antenna and comparing them with the given characteristics. When conducting control in this way, it is necessary to take into account the interaction of the controlled and measuring antennas. Near-field measurements require high accuracy in positioning the measuring antenna, which leads to high material costs. In addition, the calculation of the radiation characteristics of the antenna from the measured values of the amplitude and phase in the near field involves the use of bulky algorithms implemented on multi-bit computers with a large amount of memory.

Способ контроля [2] основан на формировании плоского синфазного фронта коллиматором, приеме этого сигнала контролируемой антенной, измерении амплитуды и фазы принятого сигнала при вращении контролируемой антенны в заданной плоскости, вычислении по измеренным значениям характеристик излучения контролируемой антенны и сравнении вычисленных характеристик с заданными. Этим способом можно контролировать антенны только в ограниченном динамическом диапазоне, а многолучевые антенны только в узком секторе сканирования из-за влияния переотражений между коллиматором и контролируемой антенной и дифракции на краю коллиматора. Способ [2] имеет высокие материальные затраты, связанные с разработкой и изготовлением коллиматора, обеспечивающего требуемую высокую точность измерений. The control method [2] is based on the formation of a flat common-mode front by the collimator, the reception of this signal by the controlled antenna, the measurement of the amplitude and phase of the received signal when the controlled antenna rotates in a given plane, calculation of the measured radiation characteristics of the controlled antenna and comparing the calculated characteristics with the given ones. In this way, it is possible to control antennas only in a limited dynamic range, and multipath antennas only in a narrow scanning sector due to the influence of reflections between the collimator and the controlled antenna and diffraction at the edge of the collimator. The method [2] has high material costs associated with the development and manufacture of a collimator that provides the required high accuracy of measurements.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля [3] основанный на измерении параметров антенны в дальней зоне, вычислении по измеренным значениям характеристик излучения контролируемой антенны и сравнении их с заданными характеристиками излучения. The closest in technical essence to the proposed one is the control method [3] based on measuring the parameters of the antenna in the far zone, calculating the measured radiation characteristics of the monitored antenna and comparing them with the given radiation characteristics.

Применение этого способа связано с большими материальными и временными затратами, обусловленными использованием полигонов или безэховых камер с размерами не менее дальней зоны контролируемой антенны. Для крупногабаритных остронаправленных антенн размеры полигона могут достигать десятков и сотен метров. The application of this method is associated with large material and time costs due to the use of polygons or anechoic chambers with dimensions not less than the far zone of the monitored antenna. For large, highly directional antennas, the size of the polygon can reach tens and hundreds of meters.

Целью изобретения является упрощение способа. The aim of the invention is to simplify the method.

Для достижения поставленной цели при способе контроля характеристик излучения антенны, включающем излучение сигнала вспомогательной антенной, прием излученного сигнала контролируемой антенной при ее вращении в плоскости измерений, измерение амплитуды принятого сигнала, определение характеристик излучения контролируемой антенны по результатам измерений и контроль указанных характеристик путем сравнения их с эталонными значениями, вспомогательную антенну размещают на расстоянии r (0,05-0,15)2a²/λ от исследуемой антенны, где а максимальный размер раскрыва контролируемой антенны; λ рабочая длина волны.To achieve this goal with the method of monitoring the radiation characteristics of the antenna, including the emission of the signal from the auxiliary antenna, receiving the emitted signal from the controlled antenna when it rotates in the measurement plane, measuring the amplitude of the received signal, determining the radiation characteristics of the controlled antenna from the measurement results and monitoring these characteristics by comparing them with reference values, the auxiliary antenna is placed at a distance r (0.05-0.15) 2a ² / λ from the studied antenna, where a the size of the aperture of the controlled antenna; λ working wavelength.

Предлагаемый способ состоит из следующих операций. The proposed method consists of the following operations.

Размещают контролируемую и вспомогательную антенны на расстоянии r (0,05--0,15)2a²/λ друг от друга (a максимальный размер раскрыва контролируемой антенны, λ- рабочая длина волны). Значение коэффициента 0,05-0,15 зависит от амплитудно-фазового распределения поля на раскрыве антенны и выбирается априорно.Place the monitored and auxiliary antennas at a distance r (0.05-0.15) 2a ² / λ from each other (a is the maximum aperture size of the monitored antenna, λ is the working wavelength). The value of the coefficient 0.05-0.15 depends on the amplitude-phase distribution of the field at the aperture of the antenna and is selected a priori.

Излучают сигнал вспомогательной антенной и принимают сигнал контролируемой антенной. A signal is emitted by an auxiliary antenna and a signal is received by a controlled antenna.

Затем измеряют амплитуду и фазу принятого сигнала при вращении контролируемой антенны в плоскости измерений, сравнивают измеренные значения с минимальным и максимальным допустимыми значениями изменения амплитуды и фазы сигнала контролируемой антенны. Then, the amplitude and phase of the received signal are measured during rotation of the monitored antenna in the measurement plane, the measured values are compared with the minimum and maximum permissible values of the change in the amplitude and phase of the signal of the monitored antenna.

Контролируемую антенну считают соответствующей заданным требованиям, если измеренные значения амплитуды и фазы находятся в интервале, ограниченном максимальными и минимальными допустимыми значениями параметров. The monitored antenna is considered to meet the specified requirements if the measured values of the amplitude and phase are in the interval limited by the maximum and minimum acceptable values of the parameters.

Предлагаемый способ контроля позволяет сократить временные (время контроля) и материальные (строительство и содержание измерительного полигона или безэховой камеры) затраты за счет того, что измерения проводят на расстоянии r, значительно меньшем, чем расстояние дальней зоны. При этом, так как на расстоянии r, соответствующем последнему максимуму распределения интенсивности поля антенны на ее электрической оси, распределение поля приобретает устойчивый характер, в диаграмме направленности наблюдаются все основные признаки, то исключается необходимость восстановления диаграммы направленности в дальней зоне, а точность контроля не хуже, чем в прототипе. The proposed monitoring method allows to reduce the time (control time) and material (construction and maintenance of the measuring ground or anechoic chamber) costs due to the fact that the measurements are carried out at a distance r, significantly less than the distance of the far zone. Moreover, since at a distance r corresponding to the last maximum of the distribution of the antenna field intensity on its electric axis, the field distribution acquires a stable character, all the main signs are observed in the radiation pattern, the need to restore the radiation pattern in the far zone is eliminated, and the control accuracy is not worse than in the prototype.

Claims (1)

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ АНТЕННЫ, включающий излучение сигнала вспомогательной антенной, прием излученного сигнала контролируемой антенной при ее вращении в плоскостях измерений, измерение амплитуды принятого сигнала, определение характеристик излучения контролируемой антенны по результатам измерений и контроль указанных характеристик сравнения их с эталонными значениями, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, вспомогательную антенну размещают на расстоянии
r= (0,05-0,15)2a²/λ
от исследуемой антенны, где a максимальный размер раскрыва контролируемой антенны, l рабочая длина волны.METHOD FOR MONITORING ANTENNA RADIATION CHARACTERISTICS, which includes emitting a signal from an auxiliary antenna, receiving the emitted signal from a monitored antenna when it rotates in the measurement planes, measuring the amplitude of the received signal, determining the radiation characteristics of the monitored antenna from the measurement results, and monitoring these characteristics by comparing them with reference values, characterized in that, in order to simplify the method, the auxiliary antenna is placed at a distance
r = (0.05-0.15) 2a ² / λ
from the studied antenna, where a is the maximum aperture size of the controlled antenna, l is the working wavelength.