RU1794251C - Устройство дл измерени амплитуд и фаз излучени элементов фазированной антенной решетки - Google Patents

Description

пул тором, измерител ми уровн  и разности фаз, примем опорный выход амплифа зометра соединен с опорным входом измерител  разности фаз, а выход генератора пр моугольных импульсов - с входом управлени  ФДР по столбцам, через делитель на 2 - с входом управлени  ФАР по строкам и через фазовращатёль на 90° - с управл ющим входом фазового манипул тора.

Аналогу свойственна низка  точность измерений, обусловленна  недостаточной степенью подавлени  сигналов строки и столбца фазовым манипул тором (пор дка 40 дБ), что недостаточно при измерении с большим количеством каналом.

Наиболее близко к предлагаемому устройство , описанное а авт.св. № 1442940. Устройство состоит из генератора СВЧ, генератора пр моугольных импульсов, дели- телейчастоты на n,k, с, наг, фазоврзщател  из состава ФАР, коммутатора, счетчика, неподвижного .зонда, СВЧ сумматора. квадратичного детектора, фазовращател  на 90°. трех узкополосных фильтров, двух дифференциальных , усилителей, инвентора, двух фазовых детекторов и двух ФНЧ. Принцип работы устройства основан на поочередной модул ций строки, столбца и одновременно строки и столбца, совмещении этих трех сигналов во времени с помощью узкопрлос- ных фильтров, сложении первых двух и вычитании из полученной суммы третьего с помощью двух дифференциальных усилите-  ей, этот сигнал детектируетс  двум  фазовыми детекторами, сигналы на опорных входах которых отличаютс  по фазе нэ 90°, что обеспечивает получение sin и cos компонент сигнала отдельного канала ФАР.

Однако базовому устройству свойственен следующий недостаток: практически невозможно обеспечить одинаковый коэффициент передачи всех трех сигналов, что существенно сказываетс  на погрешности измерений. М

Цель изобретени  - повышение точности измерений. .;

11оставле най цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  амплитуд и фаз излучени  элементов фазированной антенной решетки, включающее последовательно соединенные генератор СВЧ, на- прав/ценного ответвитель, выход которого  вл етс  входом дл  подключени  входа исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), последовательно соединенные неподвижный зонд, СВЧ-сумматор, коммутаторы , первый и второй выход которых подсоединен к входу управлений исследуемой ФАР по строкам и столбцам соответственно , третий коммутатор, генератор пр моугольных импульсов, фазовращатель на 90°, первый и второй синхронные детекторы, выход каждого из которых подключён к входу первого и второго фильтров нижних частот,

выходы которых  вл ютс  выходами устройства , введены последовательно соединенные второй направленный ответвитель, вход которого подключен к второму выходу первого направленного ответвител , перемённый аттенюатор и переменный фазовращатёль , выход которого подсоединен к второму выходу СБЧ-сумматОра, последоватёльно соединенные амплифазометр, изме- рительный вход Которого подключен к

выходу СВЧ-сумматора, а опорный вход - к второму выходу второго направленного ответвител , первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к первому входу первого синхронного детектора, последовательно соединенные второй смеситель, вход которого объединен с входом первого смесител  и подключен к измерительному выходу: амплифазометра, и второй усилитель

промежуточной частоты, выход которого подсоединен к первому входу второго синхронного детектора, второй вход которого объединён с йторым входом первого синхронного детектора и подключен к выходу

генератора пр моугольных импульсов, опорный выход амплифазометра, подсоединен к второму входу второго смесител  и.

через фазовращатель на 90е; - к второму входу первого смесител , первый вход

третьего коммутатора подключён к выходу генерэтора пр моугольных импульсов, а выход - к входу первого и второго коммутато ров, выход генератора пр моугольных

импульсов подключён к входу введенных

счётчика и инвертора, выход которого подсоединен к второму входу третьего коммутатора , а аыход счетчика подключен к входу управлени  первого, второго и третьего

Коммутаторов,

На чертеже приведена структурна  схе- ма устройства.

Устройство состоит из генератора СВЧ 1, первого направленного ответвител  2, второго направленного ответвител  3, генератора пр моугольных импульсов 4, измер емой ФАР 5с дискретными управл емыми

фазовращател ми 6, первого коммутатора 7,

второго коммутатора 8, третьего коммутатора

9, счетчика 10, инвертора 11, переменного

аттенюатора 12, переменного фазовращател  13, неподвижного зонда 14, СВЧ-сумма- измерител  разности фаз и ослаблений (амплифазометра) 16, первого и второго смесителей 17 и 18, фазовращател 

на 90° 19, первого и второго УПЧ 20 и 21.

первого и второго синхронных детекторов 22 и 23, первого и второго ФНЧ 24, 25.

Генератор СВЧ-колебаний 1, работающий на частоте (Оо/2 л, возбуждает исследуемую ФАР 5. На рассто нии пор дка размеров ФАР расположен неподвижный зонд 14, принимающий сигнал антенной решетки . На вход управлени  ФАР по строкам , соответствующий строке, в которой расположён измер емый элемент, от генератора пр моугольных импульсов 4 поступает сигнал управлени  частотой F дл  манипул ции сигнала строки с индексом л /2 (0-180°). После нескольких периодов манипул ций сигнала строки по сигналу счетчика 10 происходит переключение коммутаторов 7 и 8 и в течение того же отрезка времени осуществл етс  манипул ци  столбца; в котором находитс  измер емый элемент с индексом п II (0-180°) частотой F. Затем по сигналу счетчика 10 осуществл етс  переключение коммутаторов 7, 8 и 9 и в течение того же отрезка времени осуществл етс  фазова  манипул ци  строки и столбца, на пересечении которых находитс  измер емый элемент, проинвертиро- ванным сигналом кварцевого генератора частотой F с индексом п II (180-0°). Так как аппаратура управлени  ФАР в каждом канале осуществл ет сложение по модулю 2 сигналов управлени  строки и. столбца, то элемент, наход щийс  на пересечении переключаемых строки и столбца,  вл етс  не- модулиррванным, т.е. в этом случае модулированный сигнал представл ет собой сумму сигналов всех элементов строки и столбца, за исключением сигнала, общего дл  строки и столбца элемента. Сигнал ФАР принимаетс  неподвижным зондом, переноситс  на промежуточную частоту измерителем разности фаз и ослаблений: при этом на опорный вход измерител  подаетс  не- мйдулированный сигнал генератора СВЧ. С помощью двух смесителей, на вторые входы которых подаетс  перенесенный на ПЧ опорный сигнал с выхода ПЧ опорн. измерител  (на один смеситель непосредственно , а на другой - через фазоврэщатель на 90) формируютс  квадратурные составл ющие сигналов. Полоса пропускани  следующих за смесител ми УПЧ выбираютс  достаточно узкой дл  обеспечени  совмещени  трех сигналов, соответствующих трем законам модул ции ФАР. Первый и второй сигналы представл ют собой соответственно сигнал строки и сигнал столбца, а третий - пройнвертированный суммарный сигнал строки и столбца за исключением сигнала измер емого элемента. При совмещении

этих трех сигналов во времени на выходе УПЧ выдел етс  квадратурна  составл юща , пропорциональна  удвоенному сигналу отдельного элемента ФАР. При этом избирательность УПЧ позвол ет отфильтровать нескомпенсйрованную часть немоду- лйрованного фона ФАР. Использование двух синхронных детекторов на вторые входы которых подан сигнал кварцевого генератора , .позвол ет сформировать два

квадратурных уровн , соответствующих сигналу измер емого элемента,

В устройстве дл  снижени  уровн  посто нной составл ющей на входе УВЧ используетс  вычитание из измер емого

сигнала, представл ющего собой суперпозицию модулированного сигнала строки или столбца и немодулированного сигнала остальных элементов ФАР, суммарного сигнала всей ФАР. Дл  этого в режиме.

отсутстви  манипул ции элементов ФАР с- помощь,ю перестраиваемых аттенюатора и фазовращател  добиваютс  минимума сигнала на выходе стандартного амплифа- зометра. При измерени х этот сигнал используетс  дл  компенсации немодулированного фона ФАР.

. Существенным преимуществом данного устройства  вл етс  осуществление совмещени  во времени всех трех сигналов и выполнени  операций сложени  и вычитани  сигналов дл  каждого из квадратурных каналов на одном УПЧ. Это, а также использование компенсации немодулированного

фона ФАР позвол ет добитьс  поставленной цели: повысить точность измерений амплитудно-фазового распределени  ФАР неподвижным зондом при упрощении схемы измерений и закона управлени  элементамииФАР ..

Claims (1)

1. Формула из обретени 55 Устройство дл  измерени  амплитуд и фаз излучени  элементов фазированной антенной решетки, включающее последовательно соединенные СВЧ-генератор и

   направленный ответвитель, выход которого  вл етс  выходом дл  подключени  входа исследуемой фазированной антенной решетки (ФАР), последовательно соединенные неподвижный зоид и СВЧ-сумматор,

   первый и второй коммутаторы, выход которых подсоединен к входу управлени  исследуемой ФАР по строкам и столбцам соответственно, третий коммутатор, генератор пр моугольных импульсов фазовращатель на 90°, первый и второй фазовые детекторы, выход каждого из которых подключен к входу первого и второго фильтров нижних частот, выходы которых  вл ютс  выходами устройства, отличающеес  тем, что введены последовательно соединенные второй направленный ответвитель, вход которого подключен к второму выходу первого направленного ответвител , переменный аттенюатор и переменный фазовращатель, выход которого подсоединен к второму входу СВЧ-сумматора. последовательно соединенные амплифазометр, первый вход которого подключен к выходу СВЧ-сумматора , а второй вход- к второму выходу второго направленного ответвител , первый смеситель и первый усилитель промежуточной частоты , выход которого подключен к первому

   входу первого фазового детектора, последовательно соединенные второй смеситель, вход которого подключен к первому выходу амплифазометра, и второй усилитель

   промежуточной частоты, выход которого подсоединен к первому входу второго синхронного детектора, второй вход которого объединен с вторым входом первого синхронного детектора и подключен к выходу

   генератора пр моугольных импульсов, второй выход амплифазометра подсоединен к второму входу второго смесител  и через фазовращатель на 90° - к второму входу первого смесител , первый вход третьего

   коммутатора подключен к выходу генератора пр моугольных импульсов, а выход - к входам первого и второго коммутаторов, выход генератора пр моугольных импульсов подключен к входу введенных счетчика и

   инвертора, выход которого подсоединен к второму входу третьего коммутатора, а выход счетчика подключен к входу управлени  первого, второго и третьего коммутаторов.