RU2267795C1 - Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array - Google Patents

Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array Download PDF

Info

Publication number
RU2267795C1
RU2267795C1 RU2004117385/09A RU2004117385A RU2267795C1 RU 2267795 C1 RU2267795 C1 RU 2267795C1 RU 2004117385/09 A RU2004117385/09 A RU 2004117385/09A RU 2004117385 A RU2004117385 A RU 2004117385A RU 2267795 C1 RU2267795 C1 RU 2267795C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
channel
phase
measurement
channels
Prior art date
Application number
RU2004117385/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004117385A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Волков (RU)
Сергей Анатольевич Волков
Николай Алексеевич Зайцев (RU)
Николай Алексеевич Зайцев
Сергей Васильевич Наумов (RU)
Сергей Васильевич Наумов
Original Assignee
ОАО "Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Научно-исследовательский институт "Стрела" filed Critical ОАО "Научно-исследовательский институт "Стрела"
Priority to RU2004117385/09A priority Critical patent/RU2267795C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2267795C1 publication Critical patent/RU2267795C1/en
Publication of RU2004117385A publication Critical patent/RU2004117385A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aerial measurement.
SUBSTANCE: method can be used for measurement of directional pattern of phased arrays and detection of damaged channels of phase array when using standard equipment of radar installations which have phased arrays as a part of equipment. Super-high frequency control signal is generated and irradiated by motionless probe at the direction of phased array. Control signal is received by phased array at alternate modulation of signal phase of each channel of phased array and signal is subject to coherent conversion to video frequency followed by selection of quadrature-phase component. Channel is switched to any phase state only once and at any phase state of the channel the analog signal is transformed into digital one K times (value of K varies from 100 to 10000 and higher depending on number of channels). Digital indications are rearranged in such a way that phase of signal of commutated channel in adjacent readings would differ for discrete value of switching of channel's phase. Signal spectrum is calculated. All the spectral components are reduced excluding components of useful signal which number equals to number of phase states of channel. Spectral component corresponding to zero frequency is reduced to zero. Fourier anti-transform is calculated. The sequence calculated has to represent complex excitement amplitudes for any phase state of channel.
EFFECT: improved precision of measurement; reduced time of measurement.
2 dwg, I tbl

Description

Изобретение относится к технике антенных измерений и может использоваться для измерения диаграммы направленности фазированной антенной решетки (ФАР) и обнаружения неисправных каналов ФАР при использовании штатной аппаратуры радиолокационной станции, в состав которой входит ФАР.The invention relates to techniques for antenna measurements and can be used to measure the radiation pattern of a phased antenna array (PAR) and detect faulty channels of the PAR when using standard radar equipment, which includes the PAR.

Известен способ измерения диаграммы направленности антенны непосредственно в дальней зоне, заключающийся в измерении сигнала, излученного (или принятого) испытуемой антенной, расположенной на опорно-поворотном устройстве, при различных угловых положениях испытуемой антенны [1].There is a method of measuring the antenna pattern directly in the far zone, which consists in measuring the signal emitted (or received) by the test antenna located on the rotary support device at various angular positions of the tested antenna [1].

Недостатком способа является необходимость использования больших антенных полигонов и сложных, дорогостоящих опорно-поворотных устройств.The disadvantage of this method is the need to use large antenna ranges and complex, expensive slewing devices.

Известен апертурно-зондовый способ измерения диаграммы направленности антенны, заключающийся в ее вычислении по измеренному амплитудно-фазовому распределению поля ФАР, причем напряженность поля в различных точках выбранной для измерения поверхности регистрируется перемещающимся измерителем поля [2].A known aperture probe method for measuring the antenna radiation pattern, which consists in calculating it from the measured amplitude-phase distribution of the PAR field, moreover, the field strength at various points of the surface selected for measurement is recorded by a moving field meter [2].

Недостатком способа является низкая точность измерений при необходимости записи поля в пределах большой площади (для крупногабаритных ФАР) с помощью движущихся механических устройств.The disadvantage of this method is the low accuracy of measurements when it is necessary to record a field within a large area (for large HEADLIGHTS) using moving mechanical devices.

Известен коммутационный способ измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР, по которым рассчитывается диаграмма направленности ФАР, заключающийся в измерении суммарного сигнала ФАР при различных фазированиях ФАР и выделении сигналов отдельных каналов из суммарного принятого сигнала путем решения системы линейных алгебраических уравнений, связывающих амплитуды и фазы сигналов отдельных каналов с измеренными амплитудами и фазами суммарного принятого сигнала [3].There is a known switching method for measuring the complex amplitudes of excitation of PAR channels, by which the beam pattern is calculated, which consists in measuring the total PAR signal for various phasing of the PAR and extracting the signals of individual channels from the total received signal by solving a system of linear algebraic equations relating the amplitudes and phases of the signals of individual channels with measured amplitudes and phases of the total received signal [3].

Недостатком способа является наличие ошибок определения комплексных амплитуд возбуждения из-за изменения фазы суммарного сигнала в измерительной аппаратуре вследствие больших изменений уровня суммарного сигнала при различных фазированиях ФАР.The disadvantage of this method is the presence of errors in determining the complex amplitudes of the excitation due to changes in the phase of the total signal in the measuring equipment due to large changes in the level of the total signal with different phasing phased array.

Известен также модуляционный способ измерений диаграммы направленности ФАР, основанный на спектральной обработке сигналов.Also known is a modulation method for measuring the radiation pattern of a PAR, based on spectral processing of signals.

Для измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР осуществляют генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучают его неподвижным зондом, принимают контрольный сигнал фазированной антенной решеткой при поочередной модуляции фазы сигнала каждого канала ФАР, переносят (преобразуют) сигнал на видеочастоту, выделяют модулируемый по фазе сигнал каждого канала ФАР и измеряют комплексные амплитуды выделенного сигнала. В соответствии с взаимностью антенн сигнал можно излучать ФАР, а принимать зондом.To measure the complex amplitudes of excitation of the PAR channels, the super-high frequency control signal is generated, emitted by a stationary probe, the control signal is received by a phased array during phase modulation of the signal phase of each PAR channel, the signal is transferred to the video frequency, the phase-modulated signal of each PAR channel is isolated and measure the complex amplitudes of the extracted signal. In accordance with the reciprocity of the antennas, the signal can be emitted by the headlamp, and received by the probe.

Устройство для измерения характеристик фазированных решеток модуляционным способом содержит генератор сверхвысокой частоты, подключенный к исследуемой ФАР, неподвижный зонд, соединенный с двумя фазометрическими мостами, к которым от генератора через управляемый модулятором фазовращатель подводятся опорные сигналы со сдвигом фаз 90° между собой, выходы фазометрических мостов через интеграторы соединены с входом индикатора [4].A device for measuring the characteristics of phased arrays in a modulation manner contains an ultra-high frequency generator connected to the investigated PAR, a fixed probe connected to two phase bridges, to which reference signals with a phase shift of 90 ° are connected from the generator through a phase shifter, the outputs of the phase bridges through integrators are connected to the indicator input [4].

Модулятор поочередно модулирует фазу каждого канала с частотой Q в пределах от 0 до 2π. Частоту модуляции выбирают из условия Q≪ω (где ω - частота сигнала, формируемого генератором), а постоянную времени τ интеграторов - из условия τ≫2π/Q. Сигнал на входе зонда имеет видThe modulator alternately modulates the phase of each channel with a frequency Q ranging from 0 to 2π. The modulation frequency is selected from the condition Q≪ω (where ω is the frequency of the signal generated by the generator), and the time constant τ of the integrators from the condition τ≫2π / Q. The signal at the input of the probe has the form

Figure 00000002
Figure 00000002

где М - количество каналов ФАР;where M is the number of PAR channels;

Аm - амплитуда возбуждения m-ного канала;And m is the excitation amplitude of the m-th channel;

rm - расстояние от m-ного канала до зонда;r m is the distance from the m-th channel to the probe;

φm - фаза возбуждения m-ного канала;φ m - phase of the excitation of the m-th channel;

k0=2π/λ;k 0 = 2π / λ;

λ - длина волны;λ is the wavelength;

Aj, φj - соответственно амплитуда и фаза возбуждения j-того канала;A j , φ j - respectively, the amplitude and phase of the excitation of the j-th channel;

rj - расстояние от j-того канала до зонда;r j is the distance from the j-th channel to the probe;

j - номер модулируемого канала;j is the number of the modulated channel;

φj(t) - переменная составляющая фазы модулируемого канала.φ j (t) is the variable phase component of the modulated channel.

Закон изменения фазы φj(t) - непрерывный или дискретный (в зависимости от конкретного типа ФАР).The law of phase change φ j (t) is continuous or discrete (depending on the specific type of PAR).

Фаза у опорного сигнала также модулируется синхронно с модуляцией фазы канала.The phase of the reference signal is also modulated synchronously with the phase modulation of the channel.

На выходах фазометрических мостов образуются соответственно сигналыSignals are generated at the outputs of the phasometric bridges.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где В - амплитуда опорного сигнала;where B is the amplitude of the reference signal;

ψ0(t) - фаза опорного сигнала.ψ 0 (t) is the phase of the reference signal.

Так как фаза опорного сигнала синхронна с фазой сигнала канала, тоSince the phase of the reference signal is synchronous with the phase of the channel signal, then

φj(t)-ψ0(t)=α0=constφ j (t) -ψ 0 (t) = α 0 = const

Следовательно, на выходе интеграторов будут сигналыTherefore, the output of the integrators will be signals

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Далее сигналы xj и yj поступают на индикатор, в частности ЭВМ, где после простого преобразования по формулеFurther, the signals x j and y j enter the indicator, in particular a computer, where, after a simple conversion according to the formula

xjaj-yjbj=Ajcos(φj0)x j a j -y j b j = A j cos (φ j + α 0 )

yjaj+xjbj=Ajsin(φj0)y j a j + x j b j = A j sin (φ j + α 0 )

поочередно получаются действительные и мнимые части комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР. Числа аj=rjcos(k0rj) и bj=rjsin(k0rj) для каждого канала известны и хранятся в памяти ЭВМ.in turn, the real and imaginary parts of the complex amplitudes of the excitation of the PAR channels are obtained. The numbers a j = r j cos (k 0 r j ) and b j = r j sin (k 0 r j ) for each channel are known and stored in the computer memory.

Диаграмма направленности ФАР находится как дискретное преобразование Фурье от комплексных амплитуд возбуждения отдельных каналов ФАР.The radiation pattern of the PAR is found as a discrete Fourier transform of the complex excitation amplitudes of individual channels of the PAR.

Недостатком устройства является наличие ошибок измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР из-за искажения сигнала в момент коммутации фазы контролируемого канала (фазовращателя) и большое время измерений.The disadvantage of this device is the presence of errors in measuring the complex amplitudes of the excitation of the PAR channels due to signal distortion at the time of switching the phase of the controlled channel (phase shifter) and a long measurement time.

Цель изобретения - повышение точности измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР и уменьшение времени измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of the complex amplitudes of the excitation channels of the HEADLIGHTS and reduce the measurement time.

Для достижения поставленной цели в способе измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР, включающем генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его неподвижным зондом, прием контрольного сигнала фазированной антенной решеткой при поочередной модуляции фазы сигнала каждого канала ФАР, преобразование сигнала на видеочастоту и формирование квадратурных составляющих сигнала, переключение канала в каждое фазовое состояние производят один раз, в каждом фазовом состоянии канала последовательно осуществляют серию преобразований аналогового сигнала в цифровой вид и запоминают серии цифровых отсчетов сигнала, поочередно по одному из каждой серии, считывают все цифровые отсчеты сигнала, из полученной последовательности выделяют сигнал коммутируемого канала и вычисляют комплексные амплитуды возбуждения канала.In order to achieve the goal in a method for measuring complex amplitudes of excitation of channels of a phased array, including generating a super-high frequency control signal, emitting it with a stationary probe, receiving a control signal with a phased antenna array by alternately modulating the phase of the signal of each phased array channel, converting the signal to a video frequency and generating quadrature signal components, the channel is switched to each phase state once; in each phase state of the channel, they are carried out sequentially a series of conversions of the analog signal into a digital form and a series of digital samples of the signal is stored, one by one from each series, all digital samples of the signal are read, the signal of the switched channel is extracted from the obtained sequence, and the complex amplitudes of the channel excitation are calculated.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для реализации способа, где приняты следующие обозначенияFigure 1 shows the structural diagram of a device for implementing the method, where the following notation

1one - зонд;- probe; 22 - ФАР;- HEADLIGHTS; 3, 43, 4 - фазовый детектор;- phase detector; 55 - генератор;- generator; 66 - модулятор;- modulator; 77 - фазовращатель на 90°;- phase shifter 90 °; 88 - синхронизатор;- synchronizer; 9, 109, 10 - АЦП;- ADC; 11eleven - ЭВМ.- a computer.

Устройство содержит неподвижный зонд 1, установленный в раскрыве исследуемой ФАР 2, зонд 1 соединен с генератором 5, к которому также подключены опорные входы первого фазового детектора 3 и через 90°-ый фазовращатель 7 - второго фазового детектора 4, выход ФАР соединен с сигнальными входами фазовых детекторов 3 и 4, выходы которых через АЦП 9 и 10 соединены с ЭВМ 11, управляющие входы каналов ФАР 2 соединены с модулятором 6, который соединен с первым выходом синхронизатора 8, второй выход которого соединен с ЭВМ 11.The device contains a stationary probe 1 installed in the aperture of the investigated PAR 2, the probe 1 is connected to a generator 5, to which the reference inputs of the first phase detector 3 are also connected, and through the 90 ° phase shifter 7 of the second phase detector 4, the output of the PAR is connected to the signal inputs phase detectors 3 and 4, the outputs of which through the ADCs 9 and 10 are connected to the computer 11, the control inputs of the PAR 2 channels are connected to a modulator 6, which is connected to the first output of the synchronizer 8, the second output of which is connected to the computer 11.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Генератор 5 формирует контрольный непрерывный СВЧ сигнал с частотой ω0, который поступает на зонд 1, излучающий сигнал в направлении ФАР 2.The generator 5 generates a control continuous microwave signal with a frequency of ω 0 , which is supplied to the probe 1, emitting a signal in the direction of the HEADLIGHT 2.

Сигнал на выходе ФАР 2, состоящей из М каналов, определяется выражениемThe signal at the output of PAR 2, consisting of M channels, is determined by the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

где t - время;where t is time;

Um - модуль амплитуды возбуждения m-го канала;U m is the module of the amplitude of the excitation of the m-th channel;

ω0 - круговая частота.ω 0 is the circular frequency.

φm - начальная фаза сигнала m-го канала.φ m - the initial phase of the signal of the m-th channel.

При переключении фазового состояния фазовращателя r-го канала по команде модулятора 6 сигнал можно представить в видеWhen switching the phase state of the phase shifter of the r-th channel at the command of modulator 6, the signal can be represented as

Figure 00000008
Figure 00000008

где Ur - модуль амплитуды r-го канала,where U r is the amplitude module of the r-th channel,

φr - начальная фаза сигнала r-го канала,φ r is the initial phase of the signal of the r-th channel,

Δφr - дискрет переключения фазы r-го канала.Δφ r - discrete phase switching of the r-th channel.

СВЧ сигнал частотой ω0 с генератора 5 поступает также на опорные входы фазового детектора 3 и через фазовращатель на 90° - фазового детектора 4.A microwave signal with a frequency of ω 0 from the generator 5 also arrives at the reference inputs of the phase detector 3 and through the phase shifter 90 ° - phase detector 4.

Фазовые детекторы 3 и 4 преобразуют выходной сигнал ФАР 2 на видеочастоту и выделяют соответственно синфазную и квадратурную составляющие сигналаPhase detectors 3 and 4 convert the output signal of the PAR 2 to the video frequency and extract the in-phase and quadrature components of the signal, respectively

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

В комплексном виде сигнал на выходах фазовых детекторов можно представить в видеIn complex form, the signal at the outputs of phase detectors can be represented as

Figure 00000011
Figure 00000011

Правая часть приведенного выражения не зависит от времени.The right side of the above expression does not depend on time.

По командам модулятора 6 последовательно изменяется фазовое состояние дискретного р-разрядного фазовращателя канала с шагом (дискретом), равным 2π/L (L=2p). Сигнал на входах АЦП в этом случае можно представить в видеAccording to the commands of the modulator 6, the phase state of the discrete p-bit phase shifter of the channel with a step (discrete) equal to 2π / L (L = 2 p ) is successively changed. The signal at the ADC inputs in this case can be represented as

Figure 00000012
Figure 00000012

где l - номер фазового состояния фазовращателя.where l is the number of the phase state of the phase shifter.

Первое слагаемое (сигнал помехи) в приведенном выражении не изменяется во времени, и его можно представить в виде вектора

Figure 00000013
модуль и аргумент которого зависят от комплексных амплитуд некоммутируемых каналов ФАР. Второе слагаемое (полезный сигнал) - вектор, аргумент которого периодически изменяется на величину 2π/L.The first term (interference signal) in the above expression does not change in time, and it can be represented as a vector
Figure 00000013
the module and argument of which depend on the complex amplitudes of the non-switched channels of the PAR. The second term (useful signal) is a vector whose argument periodically changes by 2π / L.

Таким образом, выделение спектральных компонент полезного сигнала в модуляционном методе аналогично задаче выделения сигналов, отраженных от движущихся целей на фоне отражений от одиночных строений.Thus, the selection of the spectral components of the useful signal in the modulation method is similar to the task of separating signals reflected from moving targets against the background of reflections from single structures.

Увеличивая фазу фазовращателя r-го канала на один дискрет через интервалIncreasing the phase of the r-channel phase shifter by one discrete interval

T0≥Tg·J0,T 0 ≥T g · J 0 ,

где Тg - период дискретизации АЦП;where T g is the sampling period of the ADC;

J0 - количество выборок АЦП для одного фазового состояния канала, и отбрасывая первые Jp=Tp/Tg выборки сигнала, полученные во время переключения Тр фазовращателя из одного фазового состояния в другое, на входе ЭВМ 11 получим матрицу ||Ug|| размерностью L×K. Значение K=J0-Jp.J 0 is the number of ADC samples for one phase state of the channel, and discarding the first J p = T p / T g signal samples obtained during switching T p of the phase shifter from one phase state to another, at the input of computer 11 we get the matrix || U g || dimension L × K. The value of K = J 0 -J p .

Каждая строка этой матрицы является выборками (цифровыми отсчетами) сигнала при фиксированном состоянии фазовращателя r-го канала.Each row of this matrix is samples (digital samples) of the signal with a fixed state of the phase shifter of the r-th channel.

Последовательно считывая столбцы матрицы (первоначально первый столбец, затем второй и т.д.), получим последовательность х(n) длиной N=L×K, у которой фаза фазовращателя r-го канала в соседних выборках сигнала отличается на дискрет, равный 2π/L.By sequentially reading the columns of the matrix (initially the first column, then the second, etc.), we obtain a sequence x (n) of length N = L × K, for which the phase of the phase shifter of the rth channel in adjacent samples of the signal differs by a discrete of 2π / L.

Полученная последовательность является исходной для оценки комплексных амплитуд возбуждения r-го канала путем спектральной обработки сигнала.The obtained sequence is the initial one for estimating the complex amplitudes of the excitation of the rth channel by spectral processing of the signal.

Такое формирование последовательности уменьшает время ее формирования, т.к. требует проведения всего L переключений фазовращателя и позволяет исключить ошибки измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов ФАР, возникающие из-за искажения сигнала в момент коммутации фазы контролируемого канала (фазовращателя).This formation of the sequence reduces the time of its formation, because requires all L switchings of the phase shifter and eliminates the measurement errors of the complex amplitudes of the excitation of the PAR channels due to signal distortion at the moment of switching the phase of the controlled channel (phase shifter).

Умножая последовательность х(n) на весовую функцию w(n) и выполняя быстрое преобразование Фурье (БПФ), получим спектр сигнала [5]Multiplying the sequence x (n) by the weight function w (n) and performing the fast Fourier transform (FFT), we obtain the signal spectrum [5]

Figure 00000014
Figure 00000014

Выбор весовой функции определяется требуемым подавлением сигнала помехи [5]. Известно, что для максимального подавления сигнала с нулевой частотой во всех фильтрах БПФ целесообразно использовать весовую функцию, которая обеспечивает провалы в амплитудно-фазовой характеристике в точках, кратных 2π/N. На фиг.2 в качестве примера приведена амплитудно-фазовая характеристика четвертого фильтра 16-ти точечного БПФ.The choice of the weight function is determined by the required suppression of the interference signal [5]. It is known that for maximum suppression of a signal with a zero frequency in all FFT filters, it is advisable to use a weight function that provides dips in the amplitude-phase characteristic at points that are multiples of 2π / N. Figure 2 shows as an example the amplitude-phase characteristic of the fourth filter of a 16-point FFT.

Для выделения спектральных компонент сигнала коммутируемого канала из спектра Z(k) необходимо выбрать компоненты с индексом k, кратным N/L, т.е.To isolate the spectral components of the switched channel signal from the spectrum Z (k), it is necessary to choose components with an index k that is a multiple of N / L, i.e.

Zs(k)=Z(kN/L), k=0...L-1Z s (k) = Z (kN / L), k = 0 ... L-1

и обнулить нулевую спектральную компоненту Zs(0)=0.and zero out the zero spectral component Zs (0) = 0.

Вычислив обратное преобразование ФурьеCalculating the inverse Fourier transform

Figure 00000015
Figure 00000015

где С - нормировочный множитель, получим комплексные амплитуды возбуждения канала s0(l) для каждого фазового состояния фазовращателя.where C is the normalization factor, we obtain the complex channel excitation amplitudes s 0 (l) for each phase state of the phase shifter.

Нормировочный множитель определяется выражениемThe normalization factor is determined by the expression

Figure 00000016
Figure 00000016

Модули и аргументы комплексных амплитуд s0(l) характеризуют соответственно амплитуды и фазы возбуждения канала в l состоянии фазовращателя.The modules and arguments of complex amplitudes s 0 (l) characterize the amplitudes and phases of the channel excitation in the l state of the phase shifter, respectively.

Синхронизатор 8 вырабатывает управляющие сигналы на модулятор 6 и ЭВМ 11, по которым обеспечивается синхронизация времени переключения фазовращателей каналов ФАР и процесса записи оцифрованных сигналов в ЭВМ.The synchronizer 8 generates control signals to the modulator 6 and the computer 11, which provides synchronization of the switching time of the phase shifters of the phased array and the recording process of the digitized signals in the computer.

Моделирование процесса измерения комплексных амплитуд возбуждения при различных отношениях полезного сигнала к помехе и шуму, а также различных ошибках установки фазы фазовращателя подтвердило высокую точность измерения комплексных амплитуд.Modeling of the process of measuring complex excitation amplitudes at different ratios of the useful signal to noise and noise, as well as various errors in the installation of the phase shifter phase, confirmed the high accuracy of measuring complex amplitudes.

В табл.1, в качестве примера, приведены результаты моделирования оценки комплексных амплитуд возбуждения для трехразрядного фазовращателя (р=3) при отношении амплитуды помехи Uc к амплитуде полезного сигнала Ur, равном 100 (40 дБ) для N=1024. В качестве весовой функции использовалась весовая функция Хемминга [6].Table 1, as an example, shows the results of modeling estimates of the complex excitation amplitudes for a three-bit phase shifter (p = 3) for the ratio of the interference amplitude U c to the amplitude of the useful signal U r equal to 100 (40 dB) for N = 1024. As the weight function, the Hamming weight function [6] was used.

Таблица 1.Table 1. Фазовое состояние (l)Phase state (l) 00 1one 22 33 4four 55 66 77 Фаза фазовращателя, градPhase shifter, degrees 4four 20,220,2 107,5107.5 121,7121.7 192192 213,2213.2 299,5299.5 314,7314.7 Измеренная фаза, градThe measured phase, hail 5,15.1 22,322.3 110,5110.5 124,1124.1 190,5190.5 210,7210.7 296,7296.7 312,7312.7 Ошибка измерения фазы, градPhase measurement error, deg -1,1-1.1 -2,1-2.1 -3-3 -2,4-2.4 1,51,5 2,52,5 2,82,8 22 Ошибка измерения амплитуды, %Amplitude measurement error,% -0,6-0.6 -0,5-0.5 0,30.3 0,50.5 0,60.6 0,40.4 -0,4-0.4 -0,5-0.5

На фиг.3 и 4 приведены спектры сигналов Z(k) и Zs(k), соответственно.Figures 3 and 4 show the spectra of the signals Z (k) and Zs (k), respectively.

Экспериментальные исследования, проведенные с ФАР, состоящей из нескольких тысяч каналов, подтвердили возможность измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов с использованием штатной аппаратуры РЛС при значениях N более 8192.Experimental studies conducted with a phased array consisting of several thousand channels confirmed the possibility of measuring complex channel excitation amplitudes using standard radar equipment with N values greater than 8192.

Таким образом, из результатов моделирования и экспериментальных исследований следует, что предлагаемый способ позволяет проводить измерение комплексных амплитуд возбуждения каналов фазированной антенной решетки, состоящей из нескольких тысяч каналов.Thus, from the results of modeling and experimental studies, it follows that the proposed method allows the measurement of complex amplitudes of the excitation channels of a phased array, consisting of several thousand channels.

ЛитератураLiterature

1. Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств - М.: Связь, 1972 - 236 с.1. Fradin A.Z., Ryzhkov E.V. Measurement of the parameters of antenna-feeder devices - M .: Communication, 1972 - 236 p.

2. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И. и др. под ред. Н.М.Цейтлина - М.: Радио и связь, 1985 - 368 с.2. Methods for measuring the characteristics of microwave antennas. Zakharyev L.N., Lemansky A.A., Turchin V.I. et al. ed. N.M. Tseytlina - M .: Radio and communications, 1985 - 368 p.

3. Авторское свидетельство СССР №1325382, кл. G 01 R 29/10, 1987.3. Copyright certificate of the USSR No. 13225382, cl. G 01 R 29/10, 1987.

4. Авторское свидетельство СССР №476522, кл. G 01 R 29/10, 1975 (прототип).4. Copyright certificate of the USSR No. 476522, cl. G 01 R 29/10, 1975 (prototype).

5. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. под ред. Ю.Н.Александрова - М.: Мир, 1978 - 848 с.5. Rabiner L., Gould B. Theory and application of digital signal processing. Per. from English under the editorship of Yu.N. Aleksandrov - Moscow: Mir, 1978 - 848 p.

6. Бортон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям. Пер. с англ. под ред. М.М.Вейсбейна - М.: Сов. Радио, 1976 - 392 с.6. Borton D., Ward G. Handbook of radar measurements. Per. from English under the editorship of M.M. Weisbane - M .: Sov. Radio, 1976 - 392 p.

Claims (1)

Способ измерения комплексных амплитуд возбуждения каналов фазированной антенной решетки (ФАР), включающий генерацию контрольного сигнала сверхвысокой частоты, излучение его неподвижным зондом, прием контрольного сигнала ФАР при поочередной модуляции фазы сигнала каждого канала ФАР, преобразование сигнала на видеочастоту и формирование квадратурных составляющих, отличающийся тем, что переключение канала в каждое фазовое состояние производят один раз, в каждом фазовом состоянии канала последовательно осуществляют серию преобразований аналогового сигнала в цифровой вид и запоминают серии цифровых отсчетов сигнала, поочередно, по одному из каждой серии, считывают все цифровые отсчеты сигнала, из полученной последовательности выделяют сигнал коммутируемого канала и вычисляют комплексные амплитуды возбуждения канала.A method for measuring the complex amplitudes of the excitation of channels of a phased array antenna (PAR), including generating a super-high frequency control signal, emitting it with a stationary probe, receiving a PAR signal with alternating phase modulation of the signal of each PAR channel, converting the signal to a video frequency and generating quadrature components, characterized in that the channel is switched to each phase state once, in each phase state of the channel, a series of s analog signal into digital form and storing digital samples of the signal series, alternately, one from each series, all of the digital read signal samples from the received sequence is isolated dial-channel signal and calculating a complex amplitude of the excitation channel.
RU2004117385/09A 2004-06-07 2004-06-07 Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array RU2267795C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004117385/09A RU2267795C1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004117385/09A RU2267795C1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2267795C1 true RU2267795C1 (en) 2006-01-10
RU2004117385A RU2004117385A (en) 2006-01-10

Family

ID=35871418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004117385/09A RU2267795C1 (en) 2004-06-07 2004-06-07 Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2267795C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103267902A (en) * 2013-05-20 2013-08-28 中国电子科技集团公司第四十一研究所 Fast antenna testing device and method based on hardware triggering
RU2533160C2 (en) * 2011-05-03 2014-11-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Импульс" Method of digital generation of co-phased array pattern when radiating linear frequency modulated signal
RU2575772C1 (en) * 2014-11-24 2016-02-20 Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method of measuring complex excitation amplitudes of phased antenna array channels
RU2617277C1 (en) * 2016-03-28 2017-04-24 Игорь Борисович Дунаев Method and device for measuring characteristics of phased antenna array
RU2629015C1 (en) * 2016-04-28 2017-08-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Method and device of selection of quadrature components of reflected electromagnetic wave in to-and-fro motion or target vibration
RU2682585C1 (en) * 2018-01-31 2019-03-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for determining complex excitation amplitudes of phased antenna array channels by measurements in near zone

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533160C2 (en) * 2011-05-03 2014-11-20 Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Импульс" Method of digital generation of co-phased array pattern when radiating linear frequency modulated signal
CN103267902A (en) * 2013-05-20 2013-08-28 中国电子科技集团公司第四十一研究所 Fast antenna testing device and method based on hardware triggering
CN103267902B (en) * 2013-05-20 2016-08-03 中国电子科技集团公司第四十一研究所 A kind of fast antenna based on hardware trigger test device and method
RU2575772C1 (en) * 2014-11-24 2016-02-20 Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения Method of measuring complex excitation amplitudes of phased antenna array channels
RU2617277C1 (en) * 2016-03-28 2017-04-24 Игорь Борисович Дунаев Method and device for measuring characteristics of phased antenna array
RU2629015C1 (en) * 2016-04-28 2017-08-24 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Method and device of selection of quadrature components of reflected electromagnetic wave in to-and-fro motion or target vibration
RU2682585C1 (en) * 2018-01-31 2019-03-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method for determining complex excitation amplitudes of phased antenna array channels by measurements in near zone

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004117385A (en) 2006-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI575245B (en) Signal-processing systems and methods for echo ranging systems, and related computer program products
CN106226761B (en) A kind of relevant higher-frequency radar multifrequency detection method of high-performance
CN107003388A (en) Method and apparatus for increasing the angular resolution in vehicle radar system
US9400325B2 (en) Method and apparatus for increasing angular resolution in an automotive radar system
CN101105525A (en) Pure phase type broad frequency band microwave radiation source direction finding system and method
TW201947251A (en) Method and system for determining an unambiguous angle of arrival using interferometry
US5559516A (en) Dual cancellation interferometric AMTI radar
Chau et al. Empirical phase calibration for multistatic specular meteor radars using a beamforming approach
CA3014156C (en) Object detecting device and sensor device
EP0615659A1 (en) Method for field monitoring of a phased array microwave landing system far field antenna pattern employing a near field correction technique.
RU2596018C1 (en) Method for amplitude direction finding of radio signal sources
RU2267795C1 (en) Method of measurement of complex excitement amplitude of channels of phased array
RU2337373C1 (en) Method for azimuth resolution of moving targets, method for surveillance pulse radar set operation in azimuth resolution mode for moving targets, and radar system for method implementation
US6509729B2 (en) Multiple simultaneous optical frequency measurement
RU2271019C1 (en) Method of compensation of signal phase incursions in onboard radar system and onboard radar system with synthesized aperture of antenna for flying vehicles
CN113671495A (en) Zynq platform-based terahertz radar detection system and method
US9903933B2 (en) Space time interleaved matched-filters
CA1159934A (en) Cancellation of group delay error by dual speed of rotation
US3916407A (en) Doppler navigation system with angle and radial velocity determination
JP2009074924A (en) Radar device
US20230144558A1 (en) Distributed radar system and method of operation thereof
RU2201599C1 (en) Method of direction finding of radio signals and direction finder for its realization
RU2309425C2 (en) Method of forming calibration data for radio direction finder/ range finder (versions)
RU2321014C2 (en) Mode of direction finding and multi channel direction finder
JP5501578B2 (en) Radar equipment

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100608

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130620

PD4A Correction of name of patent owner