SU1635149A1 - Method for measuring antenna field amplitude and phase distribution patterns and device thereof - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике антенных измерений и может быть использовано дл  измерени  амтитудно-фазового распределени  (АФР) пол  антенны при ее настройке и испытани х. Цель изобретени  - повышение точности Способ измерени  заключаетс  в излучении зондом электромагнитного сигнала (ЭМС), приеме его исследуемой антенной (ИА), одновременным отражении ЭМС от плоского экрана расположенного между зондом и ПА параллельно плоскости раскрыва ИА, приеме зондом отраженного от плоского экрана ЭМС одновременном измерении амплитуды и фазы прин того ИА AI и р и зондом А; и pi сигнала, перемещение зонда в другую точку измерительной плоскости повторение указанны операций и определение амплн тудно-фазоього распредегенич пол  итеини по ф-лам а ai/аз, р Устрой ство реализующее способ измерени  АФР пол  антенны содержит зонд 1 круговой пол ризации исследуемую антенну 2, сканер 3 дт перемещени  зонда 1 трансформатор 4 пол ризаций, подвижный тракт циркул тор 6 генератор 7, делитель 8 мощности амплифазометр 9, блок 10 ний и плоский экран 11 выполненный из тонких параллельных проводников Повышение точности обеспечиваетс  за счет уме та отклонени  зонда 1 от плоскости путем измерени  амплитуды и фазы отраженного от экрана 11 ЭМС 2 с п. ф-лы, 1 мл. ;с о ,и IGI & оThe invention relates to the technique of antenna measurements and can be used to measure the amplitude-phase distribution (PRA) field of the antenna during its tuning and testing. The purpose of the invention is to improve the accuracy. The measurement method consists in emitting an electromagnetic signal (EMC) by a probe, receiving it by an antenna under investigation (AI), simultaneous reflection of EMC from a flat screen located between the probe and the PA parallel to the plane of the open IA, and receiving an echo measured from a flat screen EMC. amplitudes and phases of the received AI AI and p and probe A; and pi signal, moving the probe to another point of the measuring plane, repeating the indicated operations and determining the amplitude of the distribution phase distribution along the lines and ai / az, p Device implementing the method of measuring DAD of the antenna floor contains the probe 1 with circular polarization of the antenna 2 under study , scanner 3 dt of movement of the probe 1 transformer of 4 polarizations, moving path circulator 6 generator 7, power divider 8 amplifazometer 9, block 10 ny and flat screen 11 made of thin parallel conductors Improving accuracy It is baked by removing the probe 1 from the plane by measuring the amplitude and phase of the EMC 2 reflected from the screen 11, sec. 1 ml. ; oo, and igi & about

Description

Изобретение относитс  k технике антенных измерений и может быть использовано дл  измерени  амплитудно-фазового распределени  пол  антенны при ее испытани х и настройке.The invention relates to k technique of antenna measurements and can be used to measure the amplitude-phase distribution of the antenna field during its testing and tuning.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

На чертеже приведена схема электрическа  структурна  устройства, реализующего способ измерени  амплитудно-фазового распределени  (АФР) пол  антенны.The drawing shows an electrical structural diagram of a device that implements a method for measuring the amplitude-phase distribution (PRA) of the antenna floor.

Устройство, реализующее способ измерени  АФР пол  антенны, включает зонд 1, перемещаемый в раскрыпе исследуемой антенны 2 посредством сканера 3. Зонд 1 через трансформатор 4 пол ризации соединен подвижным трактом 5 со вторым плечом циркул гора 6. Выход генератора 7 подключен ко оходу делител  8 мощности, первый выход которого подключен к первому плечу циркул тора 6. а второй к опорному вхбду амплифазометра 9. Первый вход амплифазометра 9 соединен с выходом исследуемой антенны 2, а пгорой пыход - с третьим плечом циркул тора 6. Выход амп- лифазомогра 9 подключен к блоку 10 обработки . Между антенной 2 и зондом 1 параллельно плоскости сканировани  (х, у) устаноплен плоский экран 11 из тонких пр  молинейных параллельных проводников, расположенных с шагом, много меньшим рабочей длины волны.A device that implements a method for measuring an AFR antenna floor includes a probe 1, moved in opening antenna 2 under investigation by means of a scanner 3. Probe 1 through a polarization transformer 4 is connected by a movable path 5 to a second arm circulator 6. Generator 7 output is connected to power divider 8 , the first output of which is connected to the first arm of the circulator 6. and the second to the reference terminal of the amphysometer 9. The first input of the amplifacter 9 is connected to the output of the antenna 2 under study, and the pgora pyhod - to the third shoulder of the circulator 6. Amplifazo output confine 9 is connected to the processing unit 10. Between antenna 2 and probe 1 parallel to the scanning plane (x, y), a flat screen 11 is installed of thin straight linear parallel conductors arranged with a step much shorter than the working wavelength.

Способ измерени  АФР пол  антенны реализуют следующим образом.The method of measuring the PRA antenna floor is implemented as follows.

Зонд 1 перемещают по плоскости ска нировани  в соответствии с заданной программой измерений. В каждой точке, |де производитс  измерение амплитуды и фазы сигнала, подаваемого на первый вход амплифазометра 9, т.е. сигнала, прин того антенной 2, измер ют также амплитуду и фазу сигнала, поступающего на второй вход амплифазометра 9, т.е. сигнала, отраженного or экрана 11. Результаты измерений поступают в блок 10 обработки. Так как изменение фазы отраженного сигнала представл ет собой удвоенную фазовую ошибку, обусловленную смещением зонда перпендикул рно плоскости (X, У) и изменением электрической длины подвижного тракта, а изменение амплитуды отраженного сигнала пропорционально изменению амплитуды генератора, то откорректированные значени  амплитуды и фазы можно отчислить по формуламThe probe 1 is moved along the scanning plane in accordance with a specified measurement program. At each point, | de, a measurement is made of the amplitude and phase of the signal applied to the first input of the amplification meter 9, i.e. the signal received by antenna 2 is also measured by the amplitude and phase of the signal arriving at the second input of the amphibometer 9, i.e. signal reflected or screen 11. The measurement results are received in block 10 processing. Since the change in the phase of the reflected signal is a double phase error due to the displacement of the probe perpendicular to the plane (X, Y) and the change in the electrical length of the moving path, and the change in the amplitude of the reflected signal is proportional to the change in the amplitude of the generator, the corrected amplitude and phase can be calculated by formulas

a ai/a2; f -ф - р2/2 , где si. - амплитуда и фаза сигнала на первом входе амплифазомегра:a ai / a2; f - f - p2 / 2, where si. - the amplitude and phase of the signal at the first input of amphpasomegra:

32. у72 - амплитуда и фаза сигнала на втором входе амплифазометра.32. у72 - the amplitude and phase of the signal at the second input of the amphibometer.

Разделение прошедшего и. отраженно- i о сигналов в устройств, реализующем спо- соб измерени  АФР пол  антенны, осуществл етс  следующим образом. Сигнал or генератора 7, пройд  по пути к зондуThe division of the past and. The reflected signal i in devices that implements the method of measuring the PRA of the antenna field is carried out as follows. Signal or generator 7, passing along the path to the probe

Iчерез подвижный тракт 5, преобразуетс  в трансформаторе пол ризации 4 из линейно-пол риэованного в пол ризованный по кругу. Компонента этого сигнала с вектором электрического пол , перпендикул рным к проводникам экрана 11, не отража сь от экрана, поступает на антенну 2, а с ее выхода на первый вход амплифазометра 9. Компонента с ортогональным вектором электрического пол  отражаетс  от экранаThrough the movable path 5, the polarization 4 transformer is converted from linearly polarized to circularly transformed. A component of this signal with an electric field vector perpendicular to the conductors of the screen 11, not reflected from the screen, is fed to the antenna 2, and from its output to the first input of the amplifier phase 9. The component with an orthogonal vector electric field is reflected from the screen

I1принимаетс  зондом 1 и, вторично прой- д  через трансформатор 4 пол ризации иI1 is received by probe 1 and, for the second time passing through the polarization transformer 4 and

подвижный тракт 5, поступает через третье плечо циркул тора 6 на второй вход амплифазомегра 9.the movable path 5 enters through the third leg of the circulator 6 to the second input of amphaphasemegra 9.

Таким образом, применение изобретени  позвол ет повысить точность иэмерений пол  и снизить требовани  к стабильности параметров р да элементов измерительной установки так как в этом случае при любом положении зонда можно измерить и скомпенсировать не только систематические , но и случайные фазовые ошибки, обусловленные отклонени ми зонда от заданной поверхности сканировани  и изменени ми электрической длины подвижного тракта, а также амплитудныеThus, the application of the invention improves the accuracy of the field measurements and reduces the stability requirements for a number of parameters of the measurement setup, since in this case, at any position of the probe, it is possible to measure and compensate not only systematic, but also random phase errors caused by the probe deviations from specified scanning surface and changes in the electrical length of the moving path, as well as amplitude

Claims (2)

ошибки, возникающие вследствие неста- гпыыюсти мощности генератора сигнала и колебаний затухани  р подвижном тракте. Формула изобретени  1 Способ измерени  амплитудно-фазовото распределени  пол  антенны, включающие излучение зондом электромагнитного сигнала, причем его исследуемой антенной и измерение амплитуды и фчзы, перемещение зонда по измерительной плоскости вerrors arising due to unstable power of the signal generator and oscillations of attenuation p of the moving path. Claim 1 A method for measuring the amplitude and phase distribution of an antenna field, including the radiation of an electromagnetic signal by a probe, its antenna being examined and measuring the amplitude and phase, moving the probe along the measuring plane in раскрыве исследуемой антенны, отражение электромагнитного сигнала посредством плоского экрана, расположенного между зондом и исследуемой антенной параллельно плоскости раскрыва исследуемойthe opening of the antenna under study, the reflection of the electromagnetic signal by means of a flat screen located between the probe and the antenna under study parallel to the plane of the discovery of антенны, прием зондом отраженного электромагнитно о сигнал а и измерение его фазы, отличаю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, отраженный электромагнитный сигнал формируют одновременное проход щим электромагнитным сигналом к исследумой антенне путем разделени  излученного зондом электромагнитного сигнала, прием проход щего электромагнитного сигнапа исследуемойantennas, the reception of an electromagnetic signal by the probe and the measurement of its phase are distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy, the reflected electromagnetic signal forms a simultaneous passing electromagnetic signal to the antenna under investigation by dividing the electromagnetic signal emitted by the probe, receiving electromagnetic signaling investigated антенной и отраженного электромагнитного сигнала зондом осуществл ют одновременно , дополнительно измер ют амплитуду прин того зондом отраженного электромагнитного сигнала и определ ют амплитудно- фазовое распределение в раскрыве исследуемой антенны по формуламthe antenna and the reflected electromagnetic signal by the probe are carried out simultaneously, the amplitude of the received electromagnetic signal received by the probe is additionally measured and the amplitude-phase distribution in the opening of the antenna under investigation is determined by the formulas a -ai/a2; p р -(pill , где 31, р ,a2.tfv.- амплитуда и фаза сигнала, прин того исследуемой антенной и зондом соответственно,a -ai / a2; p p - (pill, where 31, p, a2.tfv.- amplitude and phase of the signal received by the antenna and probe under investigation, respectively, 2. Устройство дл  измерени  амплитудно-фазового распределени  пол  антенны, включающее последовательно соединенные генератор, делитель мощности, цирку- л тор и подвижный тракт, последовательно соединенные амплифазометр и блок обработки , причем первый вход амплифазомет2. A device for measuring the amplitude and phase distribution of the antenna field, including a series-connected generator, a power divider, a circulator and a moving path, a series-connected amplifier and a processing unit, with the first input ра  вл етс  входом дл  подсоединени  исследуемой антенны, второй вход амплифазо- метра подключен к третьему плечу циркул тора, а опорный вход амплифазо- метра подсоединен к второму выходу делител  мощности, зонд, установленный на сканере в раскрыве исследуемой антенны и плоский экран, размещенный между зондом и исследуемой антенной параллельно ее раскрыву, отличающеес  тем. что, с целью повышени  точности, введен трансформатор пол ризации, включенный между выходом подвижного тракта и входом зонда , зонд выполнен в виде антенны круговой пол ризации, а плоский экран выполнен из тонких пр молинейных параллельных проводников с шагом, во много раз меньшим рабочей длины волны.The pa is the input for connecting the antenna under study, the second input of the amplifier is connected to the third arm of the circulator, and the reference input of the amplifier is connected to the second output of the power divider, a probe mounted on the scanner in the opening of the test antenna and a flat screen placed between the probe and the antenna under study parallel to her open, characterized in that. that, in order to increase accuracy, a polarization transformer connected between the output of the moving path and the probe input is inserted, the probe is designed as a circular polarization antenna, and the flat screen is made of thin straight linear parallel conductors with a step many times smaller than the working wavelength .