RU2326393C2 - Method of determination of position of antenna phase centre - Google Patents

Method of determination of position of antenna phase centre Download PDF

Info

Publication number
RU2326393C2
RU2326393C2 RU2006121736/09A RU2006121736A RU2326393C2 RU 2326393 C2 RU2326393 C2 RU 2326393C2 RU 2006121736/09 A RU2006121736/09 A RU 2006121736/09A RU 2006121736 A RU2006121736 A RU 2006121736A RU 2326393 C2 RU2326393 C2 RU 2326393C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
phase
signals
axis
phase center
Prior art date
Application number
RU2006121736/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006121736A (en
Inventor
ев Павел Васильевич Мил (RU)
Павел Васильевич Миляев
ев Анатолий Павлович Мил (RU)
Анатолий Павлович Миляев
Всеволод Леонидович Морев (RU)
Всеволод Леонидович Морев
Юрий Николаевич Калинин (RU)
Юрий Николаевич Калинин
Original Assignee
Ооо Нпп "Трим"
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 Ооо Нпп "Трим" filed Critical Ооо Нпп "Трим"
Priority to RU2006121736/09A priority Critical patent/RU2326393C2/en
Publication of RU2006121736A publication Critical patent/RU2006121736A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326393C2 publication Critical patent/RU2326393C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

FIELD: antenna measurements.
SUBSTANCE: measured and tested antennas are placed in distant zone, and for probing ultrabroadband signals are used. During preliminary probing the tested antenna is turned around the rotation axis for selected angles and such fixed reception widow is found so that received signals hit it. During the main probing in the found window the time difference of signal distribution between phase centres of antennas at different angles of tested antenna turn is estimated. For that purpose either the difference in position of received ultrabroadband signals is estimated in the time reception window, or their phase-frequency spectrum is calculated, and coordinates of tested antenna phase centre are calculated for the frequency spectrum. The axis of tested antenna phase centre is found, in relation to which the time of signals distribution between the phase centres of antennas does not depend on the turn angle of tested antenna. For determination of spatial position of antenna phase centre the rotation axis of tested antenna is measured, and the other axis of phase centre is found. Phase centre of tested antenna is found at the intersection of phase centre axes.
EFFECT: provides fast and accurate determination of tested antenna phase centre position for frequency spectrum.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин, в частности к антенным измерениям с использованием сверхширокополосных (СШП) сигналов, и может быть использовано при разработке, испытаниях и калибровке антенн.The invention relates to the measurement of electrical and magnetic quantities, in particular to antenna measurements using ultra-wideband (UWB) signals, and can be used in the design, testing and calibration of antennas.

Фазовый центр антенны - это точка, в которую можно поместить одиночный излучатель сферической волны, эквивалентный рассматриваемой антенной системе в отношении фазы создаваемого поля [1]. В реальных антеннах фазовый центр обычно рассматривается в рамках ограниченных углов главного лепестка диаграммы направленности. Положение фазового центра зависит от частоты используемого сигнала, направления излучения/приема антенны, его поляризации и других факторов. Некоторые антенны не имеют фазового центра в общепринятом понимании.The antenna phase center is the point at which a single spherical wave emitter can be placed, which is equivalent to the antenna system under consideration with respect to the phase of the created field [1]. In real antennas, the phase center is usually considered within the limited angles of the main lobe of the radiation pattern. The position of the phase center depends on the frequency of the signal used, the direction of radiation / reception of the antenna, its polarization, and other factors. Some antennas do not have a phase center in the conventional sense.

В простейших случаях, например у параболической антенны, фазовый центр совпадает с фокусом параболоида и может быть определен из геометрических соображений. Однако конструктивные и технологические погрешности приводят к смещению фазового центра даже в простейших конструкциях антенн. Для этих случаев известен способ определения фазового центра антенны [2], заключающиеся в том, что измерительную антенну помещают в область двойного фокусного расстояния исследуемой параболической антенны, перемещают антенную систему в точку максимального приема отраженного сигнала, определяют координаты указанной точки и, принимая их за центр аппроксимирующей параболоид сферы, находят фокус параболоида, который рассматривается как фазовый центр исследуемой параболической антенны. Определяя направление вектора Пойнтинга поля излучения антенны, можно определить оси фазового центра, которые пересекаются в фазовом центре антенны. Для определения точки пересечения достаточно определения двух осей.In the simplest cases, for example, for a parabolic antenna, the phase center coincides with the focus of the paraboloid and can be determined from geometric considerations. However, structural and technological errors lead to a displacement of the phase center even in the simplest antenna designs. For these cases, a known method for determining the phase center of the antenna [2], which consists in the fact that the measuring antenna is placed in the double focal length of the studied parabolic antenna, the antenna system is moved to the point of maximum reception of the reflected signal, the coordinates of the specified point are determined, and taking them as the center approximating a paraboloid sphere, find the focus of the paraboloid, which is considered as the phase center of the studied parabolic antenna. By determining the direction of the Poynting vector of the antenna radiation field, it is possible to determine the axes of the phase center that intersect in the phase center of the antenna. To determine the intersection point, it is sufficient to define two axes.

Недостатком этого способа является ограниченная область применения - только для параболических антенн, а также значительная трудоемкость проведения измерений при необходимости определения фазового центра для спектра частот.The disadvantage of this method is the limited scope - only for parabolic antennas, as well as the significant complexity of the measurements, if necessary, determine the phase center for the frequency spectrum.

В более сложных случаях, например, рупорных антенн, положение фазового центра не очевидно и требует соответствующих измерений. Известен способ определения фазового центра излучающего рупора [3], заключающийся в возбуждении рупора СВЧ сигналом, приеме сигнала отраженного от специального экрана, оценке фазы принятого сигнала и определении координат фазового центра испытуемой антенны.In more complex cases, for example, horn antennas, the position of the phase center is not obvious and requires appropriate measurements. A known method for determining the phase center of the emitting horn [3], which consists in exciting the horn with a microwave signal, receiving a signal reflected from a special screen, estimating the phase of the received signal and determining the coordinates of the phase center of the antenna under test.

Недостатком этого способа является ограниченная область применения - только для рупорных антенн, а также значительная трудоемкость проведения измерений при необходимости определения фазового центра для спектра частот.The disadvantage of this method is the limited scope of application - only for horn antennas, as well as the considerable complexity of the measurements if it is necessary to determine the phase center for the frequency spectrum.

Известен способ определения фазового центра элемента антенной решетки [4], заключающийся в том, что устанавливают две антенны в дальней зоне, зондируют элемент испытуемой антенной решетки, для чего поворачивают его вокруг оси вращения, в каждом положении излучают сигналы образцовой антенной, принимают их испытуемой антенной, оценивают амплитуду и фазу принятых сигналов и находят вектор центра фазы, минимизирующий различие между измеренным и вычисленным рисунками фазы.A known method for determining the phase center of an element of the antenna array [4], which consists in installing two antennas in the far zone, probing the element of the antenna array under test, for which they rotate it around the axis of rotation, emit signals from the model antenna in each position, and accept them as the antenna under test , estimate the amplitude and phase of the received signals and find the phase center vector that minimizes the difference between the measured and calculated phase patterns.

Недостатком способа [4] является высокая трудоемкость проведения измерений при необходимости определения фазового центра антенны для спектра частот.The disadvantage of this method [4] is the high complexity of the measurements, if necessary, determine the phase center of the antenna for the frequency spectrum.

Наиболее близким к заявляемому является способ определения положения фазового центра антенны [5], заключающийся в том, что устанавливают две антенны в дальней зоне, зондируют испытуемую антенну, для чего поворачивают ее вокруг оси вращения на выбранные углы, в каждом положении излучают сигналы с постоянными характеристиками одной, принимают их измерительной антенной и оценивают принятые сигналы, фазовый центр испытуемой антенны находят на пересечении осей фазового центра. При этом измерительную антенну размещают последовательно в двух точках электромагнитного поля, при каждом положении измеряют амплитуды и фазы принятого сигнала для трех ортогональных компонент вектора электрического поля, определяют две оси фазового центра, начинающиеся в фазовых центрах вспомогательной антенны (в двух положениях) и заканчивающиеся в фазовом центре испытуемой антенны.Closest to the claimed is a method for determining the position of the phase center of the antenna [5], which consists in installing two antennas in the far zone, probing the antenna under test, for which they rotate it around the axis of rotation at selected angles, in each position they emit signals with constant characteristics one, take them with a measuring antenna and evaluate the received signals, the phase center of the antenna under test is found at the intersection of the axes of the phase center. In this case, the measuring antenna is placed sequentially at two points of the electromagnetic field, at each position the amplitudes and phases of the received signal are measured for the three orthogonal components of the electric field vector, two axes of the phase center are determined, starting at the phase centers of the auxiliary antenna (in two positions) and ending at the phase the center of the antenna under test.

Недостатками способа являются пригодность только при эллиптической поляризации антенны, низкая точность, а также высокая трудоемкость проведения измерений при необходимости определения фазового центра для спектра частот. Низкая точность объясняется тем, что точное определение компонент вектора электрического поля является непростой задачей, а нахождение точки пересечения двух не точно известных векторов из дальней зоны приводит к еще более существенным погрешностям.The disadvantages of the method are their suitability only for elliptical polarization of the antenna, low accuracy, and also the high complexity of the measurements, if necessary, determine the phase center for the frequency spectrum. The low accuracy is explained by the fact that the exact determination of the components of the electric field vector is not an easy task, and finding the intersection point of two inaccurate vectors from the far zone leads to even more significant errors.

Знание точного положения фазового центра антенны имеет большое значение для высокоточных навигационных измерений, поскольку ошибки в определении положения фазового центра непосредственно влияют на точность определения навигационных параметров объектов. Мероприятия по уточнению положения фазового центра принимаются при проектировании, изготовлении и калибровке антенн. В современных антенных системах широко применяются антенные решетки, для которых само понятие «фазовый центр» становится сложным, а тем более его измерение [6]. Например, в Глобальных Системах Позиционирования (GPS) точные эфемериды, поставляемые Международной Геодинамической Службой (IGS) и другими организациями, передают информацию о центре массы спутника, а при генерации и использовании таких эфемерид для обработки GPS данных необходимо знать точное положение фазового центра антенны по отношению центру масс спутника с учетом конструктивных погрешностей изготовления антенн и спутника, влияния самого навигационного спутника на работу антенны, углов наблюдения, поляризации и других факторов. Для повышения точности прибегают к калибровке [7]. Кроме того, современные антенные системы часто используют сложные, немонохроматические сигналы, что существенно затрудняет антенные измерения.Knowing the exact position of the phase center of the antenna is of great importance for high-precision navigation measurements, since errors in determining the position of the phase center directly affect the accuracy of determining the navigation parameters of objects. Measures to clarify the position of the phase center are taken in the design, manufacture and calibration of antennas. In modern antenna systems, antenna arrays are widely used, for which the very concept of “phase center” becomes complex, and even more so its measurement [6]. For example, in Global Positioning Systems (GPS), the exact ephemeris supplied by the International Geodynamic Service (IGS) and other organizations transmit information about the center of mass of the satellite, and when generating and using such ephemeris to process GPS data, you need to know the exact position of the antenna phase center in relation to the center of mass of the satellite, taking into account design errors in manufacturing the antennas and satellite, the influence of the navigation satellite itself on the operation of the antenna, viewing angles, polarization and other factors. To increase accuracy, resort to calibration [7]. In addition, modern antenna systems often use complex, non-monochromatic signals, which greatly complicates antenna measurements.

Задачами, решаемыми заявляемым способом, является быстрое и точное определение положения фазового центра испытуемой антенны для спектра частот.The tasks to be solved by the claimed method is the fast and accurate determination of the position of the phase center of the antenna under test for the frequency spectrum.

Для решения указанной задачи способ определения положения фазового центра антенны, заключается в том, что устанавливают две антенны в дальней зоне, зондируют испытуемую антенну, для чего поворачивают ее вокруг оси вращения на выбранные углы, в каждом положении излучают сигналы с постоянными характеристиками одной, принимают их другой антенной и оценивают принятые сигналы, фазовый центр испытуемой антенны находят на пересечении осей фазового центра, для зондирования используют СШП сигналы, проводят предварительное зондирование, при котором оценивают и выбирают минимальный размер временного окна приема и его положение относительно момента излучения такие, чтобы принятые сигналы попадали в окно приема, проводят основное зондирование, при котором принимают сигналы в выбранном временном окне приема, оценивают разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн при разных углах поворота испытуемой антенны и находят параллельную оси вращения ось фазового центра испытуемой антенны, относительно которой время распространения сигналов между фазовыми центрами антенн не зависит от угла поворота испытуемой антенны, выбирают другую ось вращения испытуемой антенны, повторяют предварительное и основное зондирования и находят другую ось фазового центра.To solve this problem, the method of determining the position of the phase center of the antenna is to install two antennas in the far zone, probe the antenna under test, rotate it around the axis of rotation at selected angles, emit signals with constant characteristics of one in each position, receive them another antenna and evaluate the received signals, the phase center of the antenna under test is found at the intersection of the axes of the phase center, UWB signals are used for sounding, preliminary sounding is carried out, at which The minimum size of the reception time window and its position relative to the moment of radiation are estimated and chosen by the oror such that the received signals fall into the reception window, conduct basic sensing, in which the signals are received in the selected reception time window, and the differences in the propagation times of the signals between the phase centers of the antennas are estimated at the angles of rotation of the test antenna and find the axis of the phase center of the test antenna parallel to the axis of rotation, relative to which the propagation time of the signals between the phase the centers of the antennas does not depend on the angle of rotation of the antenna under test, select a different axis of rotation of the antenna under test, repeat the preliminary and main soundings and find another axis of the phase center.

При основном зондировании для грубого определения положения фазового центра антенны в качестве оценки разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн используют различие в их положении во временном окне приема,In the main sensing, to roughly determine the position of the antenna phase center, the difference in their position in the reception time window is used as an estimate of the difference in the propagation times of the signals between the phase centers of the antennas,

Для точного определения положения фазового центра антенны для оценки разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн при основном зондировании вычисляют их фазочастотный спектр, а координаты фазового центра испытуемой антенны вычисляют для спектра частот.To accurately determine the position of the antenna phase center to estimate the difference in the propagation times of the signals between the phase centers of the antennas during the main sensing, their phase-frequency spectrum is calculated, and the coordinates of the phase center of the antenna under test are calculated for the frequency spectrum.

Существенными отличиями заявляемого способа по сравнению с прототипом являются:Significant differences of the proposed method in comparison with the prototype are:

В качестве зондирующих используют СШП сигналы. Такие сигналы позволяют ускорить антенные измерения за счет их проведения одновременно в широком спектре частот.UWB signals are used as probing. Such signals make it possible to accelerate antenna measurements by simultaneously performing them in a wide spectrum of frequencies.

В прототипе применяются монохроматические сигналы. Работа с такими сигналами технически проще и очевиднее, так как характеристики антенны снимаются непосредственно на каждой частоте по отдельности. Однако при необходимости определения положения фазового центра для спектра частот трудоемкость измерений многократно возрастает.The prototype uses monochromatic signals. Work with such signals is technically simpler and more obvious, since the characteristics of the antenna are taken directly at each frequency individually. However, if it is necessary to determine the position of the phase center for the frequency spectrum, the complexity of measurements increases many times.

Проводят предварительное зондирование, при котором оценивают и выбирают минимальный размер временного окна приема и его положение относительно момента излучения такие, чтобы принятые сигналы попадали в окно приема. Выбор фиксированного временного окна приема позволяет учесть все информативные части принятого сигнала при всех выбранных углах поворота испытуемой антенны, дает возможность проводить дальнейшие измерения в одинаковых условиях и обеспечивает точность вычисления фазочастотной характеристики принятого сигнала при последующей обработке результатов измерений. Минимальный размер окна приема также обеспечивает повышение точности измерений, поскольку при выбранном количестве отсчетов в окне приема шаг дискретизации по времени оказывается минимальным. Кроме того, в результате выбора минимального временного окна приема из-за разницы хода в него не попадают сигналы, отраженные от посторонних объектов в зоне исследований, а за счет этого снижается стоимость антенных измерений.A preliminary sounding is carried out, in which the minimum size of the reception time window and its position relative to the radiation moment are estimated and selected such that the received signals fall into the reception window. The choice of a fixed reception time window makes it possible to take into account all informative parts of the received signal at all selected angles of rotation of the antenna under test, makes it possible to carry out further measurements under the same conditions, and ensures the accuracy of calculating the phase-frequency characteristics of the received signal during subsequent processing of the measurement results. The minimum size of the reception window also provides improved measurement accuracy, since for a selected number of samples in the reception window, the time sampling step is minimal. In addition, as a result of the selection of the minimum reception time window, due to the difference in travel, signals reflected from foreign objects in the research area do not fall into it, and due to this, the cost of antenna measurements is reduced.

В прототипе прием сигнала происходит непрерывно, не синхронизовано с моментом излучения. При этом фаза монохроматического сигнала определяется неоднозначно, что приводит к необходимости использования специальных схем, например, [3] АС СССР №1125559. Кроме того, решение проблемы с побочными отражениями в этом случае сопровождается серьезными материальными затратами на создание безэховых камер, поглощающих покрытий, работающих лишь в определенных диапазонах частот, проведение дорогостоящих облетных измерений и т.д.In the prototype, the signal reception is continuous, not synchronized with the moment of radiation. In this case, the phase of the monochromatic signal is determined ambiguously, which leads to the necessity of using special circuits, for example, [3] AS USSR No. 1125559. In addition, the solution of the problem with incidental reflections in this case is accompanied by serious material costs for creating anechoic chambers, absorbing coatings that work only in certain frequency ranges, conducting expensive take-off measurements, etc.

Проводят основное зондирование, при котором принимают сигналы в выбранном временном окне приема, оценивают разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн при разных углах поворота испытуемой антенны и находят параллельную оси вращения ось фазового центра испытуемой антенны, относительно которой время распространения сигналов между фазовыми центрами антенн не зависит от угла поворота испытуемой антенны. Главным отличием является использование разностей во временах распространения сигналов, что позволяет перейти к измерениям положения фазового центра относительно оси вращения испытуемой антенны.The main sounding is carried out, in which the signals are received in the selected reception time window, the differences in the propagation times of the signals between the phase centers of the antennas are estimated at different angles of rotation of the antenna under test, and the axis of the phase center of the tested antenna parallel to the axis of rotation is found, relative to which the propagation time of the signals between the phase centers of the antennas is not Depends on the angle of rotation of the antenna under test. The main difference is the use of differences in the propagation times of the signals, which allows us to proceed to measurements of the position of the phase center relative to the axis of rotation of the antenna under test.

В прототипе находят оси фазового центра, исходящие из мест расположения измерительной антенны в дальней зоне, что порождает существенные погрешности измерений.The prototype finds the axis of the phase center, proceeding from the locations of the measuring antenna in the far zone, which gives rise to significant measurement errors.

Выбирают другую ось вращения испытуемой антенны, повторяют предварительное и основное зондирования и находят другую ось фазового центра. Другая ось вращения может быть выбрана произвольно, в том числе и под углом 90° к первой оси, что повышает точность нахождения точки пересечения осей, а, следовательно, координат фазового центра.Select another axis of rotation of the antenna under test, repeat the preliminary and main soundings, and find another axis of the phase center. The other axis of rotation can be chosen arbitrarily, including at an angle of 90 ° to the first axis, which increases the accuracy of finding the point of intersection of the axes, and, consequently, the coordinates of the phase center.

В прототипе оси фазового центра расположены в рамках ограниченного угла основного лепестка диаграммы направленности, что снижает точность нахождения точки пересечения указанных осей.In the prototype, the axis of the phase center are located within the limited angle of the main lobe of the radiation pattern, which reduces the accuracy of finding the intersection point of these axes.

В качестве оценки разности времен распространения сигналов при основном зондировании используют различие в их положении во временном окне приема. Такой способ позволяет лишь грубо оценить положение фазового центра без учета зависимости положения фазового центра от частоты.As an estimate of the difference in the propagation times of the signals during the main sensing, a difference in their position in the reception time window is used. This method allows only a rough estimate of the position of the phase center without taking into account the dependence of the position of the phase center on frequency.

В прототипе отсутствие синхронизации между моментами излучения и приема не позволяет найти отличие во временах приема сигнала при поворотах испытуемой антенны.In the prototype, the lack of synchronization between the moments of radiation and reception does not allow us to find the difference in the times of signal reception during rotation of the antenna under test.

Более точное положение фазового центра может быть получено тогда, когда для оценки разности времен распространения сигналов при основном зондировании вычисляют их фазочастотный спектр. Разности фаз принятого сигнала на каждой частоте могут быть легко пересчитаны в разности времен распространения сигнала, а координаты фазового центра испытуемой антенны вычисляют для спектра частот. Такой подход позволяет снизить трудоемкость работ за счет того, что за один цикл измерений удается получить спектр координат фазовых центров испытуемой антенны.A more accurate position of the phase center can be obtained when their phase-frequency spectrum is calculated to estimate the difference in the propagation times of the signals during the main sounding. The phase differences of the received signal at each frequency can be easily converted to the differences in the signal propagation times, and the coordinates of the phase center of the antenna under test are calculated for the frequency spectrum. This approach reduces the complexity of the work due to the fact that in one measurement cycle it is possible to obtain the coordinate spectrum of the phase centers of the antenna under test.

В прототипе определяется фазовый центр антенны для одной частоты. При необходимости получить указанные результаты для спектра частот возникают большие временные и аппаратурные затраты на перестройку генераторов зондирующих сигналов, фазометров и других элементов устройств, реализующих такой способ.The prototype determines the phase center of the antenna for one frequency. If it is necessary to obtain the indicated results for the frequency spectrum, there are large time and hardware costs for the reconstruction of probing signal generators, phase meters, and other elements of devices that implement this method.

Заявляемый способ иллюстрируют следующие графические материалы:The inventive method is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 - Схема для грубого расчета положения фазового центра антенны.Figure 1 - Scheme for rough calculation of the position of the phase center of the antenna.

Фиг.2 - Схема для точного расчета положения фазового центра антенны.Figure 2 - Scheme for accurate calculation of the position of the phase center of the antenna.

Фиг.3 - Устройство, реализующее заявляемый способ.Figure 3 - A device that implements the inventive method.

Рассмотрим возможности реализации заявляемого способа.Consider the implementation of the proposed method.

Перед началом измерений, фиг.1, устанавливают две антенны в дальней зоне, т.е. выбирают расстояние L между предполагаемыми фазовыми центрами испытуемой 1 и измерительной 2 антенн, причем само расстояние L не имеет значения, поскольку измерения проводятся относительно оси вращения испытуемой антенны. Характеристики измерительной антенны также не имеют значения, поскольку ее амплитудно-частотная характеристика, положение ее фазового центра также не влияют на измерения. Выбирают углы поворота испытуемой антенны так, чтобы в секторе измерений не было нулей амплитудной диаграммы направленности испытуемой антенны, которым соответствуют скачки фазы. В качестве излучающей может выступать испытуемая или измерительная антенна, соответственно другая антенна оказывается принимающей.Before starting the measurements, Fig. 1, two antennas are installed in the far zone, i.e. choose the distance L between the proposed phase centers of the test 1 and measuring 2 antennas, and the distance L itself does not matter, since the measurements are carried out relative to the axis of rotation of the tested antenna. The characteristics of the measuring antenna also do not matter, since its amplitude-frequency characteristic and the position of its phase center also do not affect the measurements. The angles of rotation of the antenna under test are selected so that in the measurement sector there are no zeros of the amplitude radiation pattern of the antenna under test, which correspond to phase jumps. The test or measuring antenna can act as the radiating one, respectively, the other antenna turns out to be the receiving one.

Для измерений излучают СШП сигналы одной и принимают другой антенной. В качестве таких сигналов могут использоваться одинаковые (с постоянными характеристиками) короткие видеоимпульсы длительностью от долей до единиц пикосекунд, которые имеют спектр от нуля до десятков гигагерц. Этот импульс может быть принят стробоскопическим преобразователем [8] - устройством, которое в фиксированном по отношению к моменту излучения зондирующего сигнала окне приема из принятого сигнала выделяет один отсчет в заданный момент времени. Зондирование такими же импульсами при одном и том же положении антенн повторяется многократно (тысячи раз) с произвольной частотой, а моменты времени выделения отсчета смещают по окну приема. В результате такого способа приема происходит масштабно-временное преобразование, т.е. принятый зондирующий «быстрый» импульс воспринимается как совокупность его отсчетов, но в другом масштабе времени. При этом появляется возможность обрабатывать каждый из отсчетов «медленно», с использованием обычных аналого-цифровых преобразователей и компьютерных способов обработки.For measurements, UWB signals are emitted by one and received by another antenna. As such signals, identical (with constant characteristics) short video pulses with a duration from fractions to units of picoseconds that have a spectrum from zero to tens of gigahertz can be used. This pulse can be received by a stroboscopic converter [8] - a device that in a window of reception, fixed with respect to the moment of radiation of the probing signal, extracts one sample at a given moment from the received signal. Sounding with the same pulses at the same position of the antennas is repeated many times (thousands of times) with an arbitrary frequency, and the timing of the selection is shifted along the reception window. As a result of this method of reception, a time-scale transformation occurs, i.e. The received sounding “fast” impulse is perceived as a set of its readings, but on a different time scale. At the same time, it becomes possible to process each of the samples “slowly” using conventional analog-to-digital converters and computer processing methods.

Пусть перед началом измерений, фиг.1, ось вращения 0Y испытуемой антенны 1 перпендикулярна плоскости XOZ и не совпадает с параллельной ей осью фазового центра, проходящей через точку Zц (ФЦ). При повороте испытуемой антенны 1 на угол αi изменяется расстояние между фазовыми центрами антенн 1 и 2, а следовательно, время распространения СШП сигнала между ними на величину ΔТ и фаза принятого сигнала на ΔФ(f). Величина изменения фазы зависит от рассматриваемой частоты f.Let before starting the measurements, Fig. 1, the axis of rotation 0Y of the antenna under test 1 is perpendicular to the XOZ plane and does not coincide with the axis of the phase center parallel to it passing through the point Z c (FC). When the tested antenna 1 is rotated by an angle α i , the distance between the phase centers of antennas 1 and 2 changes, and therefore, the propagation time of the UWB signal between them by ΔТ and the phase of the received signal by ΔФ (f). The magnitude of the phase change depends on the frequency f under consideration.

Проводят предварительное зондирование, при котором поворачивают испытуемую антенну на выбранные углы. Излучают и принимают СШП сигналы. Подбирают время начала окна приема сигнала антенной 2 так, чтобы при любых углах поворота α испытуемой антенны 1 наблюдалось начало импульса, принятого антенной 2. Затем изменяют и находят минимальную длительность временного окна приема такую, чтобы при любых углах поворота испытуемой антенны 1 весь принятый импульс попадал в него.A preliminary sounding is carried out, in which the test antenna is rotated at selected angles. UWB signals are emitted and received. The time of the start of the signal reception window of the antenna 2 is selected so that at any rotation angles α of the tested antenna 1, the beginning of the pulse received by the antenna 2 is observed. Then, the minimum duration of the reception time window is changed and found so that for any rotation angles of the tested antenna 1, the entire received pulse into it.

Проводят основное зондирование, при котором принимают СШП сигналы в выбранном временном окне приема. Задача основного зондирования состоит в нахождении оси фазового центра, проходящей через фазовый центр (ФЦ) и параллельной оси вращения 0 антенны 1.The main sensing is carried out, in which UWB signals are received in the selected reception time window. The main sensing task is to find the axis of the phase center passing through the phase center (FC) and parallel to the axis of rotation 0 of the antenna 1.

Для грубой оценки положения оси фазового центра антенны 1 оценивают разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн 1 и 2 при разных углах поворота испытуемой антенны 1. В частности, можно найти ось 0Z (базовую ось), проходящую через ось вращения антенны 1, фазовый центр антенны 2 и пересекающую ось фазового центра антенны 2 в точке Zц. Для этого находят такое угловое положение антенны 1, при котором принятый сигнал наиболее близок к началу окна приема (если фазовый центр смещен вперед по отношению к оси вращения) или к концу окна приема (если фазовый центр находится сзади оси вращения). Затем поворачивают антенну 2 на известный угол αi и определяют разность ДТ времен распространения СШП сигнала в указанных двух положениях. Из геометрических соображений можно определить неизвестную величину:For a rough estimate of the position of the axis axis of the phase center of antenna 1, the differences in the propagation times of the signals between the phase centers of antennas 1 and 2 are estimated for different angles of rotation of the antenna under test 1. In particular, you can find the 0Z axis (base axis) passing through the axis of rotation of the antenna 1, the phase center antenna 2 and the intersecting axis of the phase center of antenna 2 at point Z c . To do this, find the angular position of the antenna 1 at which the received signal is closest to the beginning of the reception window (if the phase center is shifted forward relative to the axis of rotation) or to the end of the reception window (if the phase center is behind the axis of rotation). Then rotate the antenna 2 by a known angle α i and determine the difference DT of the propagation time of the UWB signal in these two positions. From geometric considerations, an unknown quantity can be determined:

Zц=СΔТ/(1-cos(αi)),Z c = СΔТ / (1-cos (α i )),

где С - скорость света. Величину Zц и положение оси 0Z однозначно определяют положение оси фазового центра.where C is the speed of light. The quantity q and Z axis position 0Z unambiguously define the position of the phase center axis.

Низкая точность описанного способа определения оси фазового центра объясняется следующими обстоятельствами:The low accuracy of the described method for determining the axis of the phase center is explained by the following circumstances:

1. Положение фазового центра антенны зависит от частоты, а поэтому координата Zц найденная для СШП сигнала, является лишь неким «интегральным приближением» к фазовому центру, но может использоваться, например, при измерениях дальности.1. The position of the phase center of the antenna depends on the frequency, and therefore the coordinate Z c found for the UWB signal is only a kind of "integral approximation" to the phase center, but can be used, for example, in range measurements.

2. Оценка временного положения СШП сигнала в окне приема неоднозначна, поскольку при поворотах антенны 1 изменяется форма принятых сигналов, так что какой момент принятого сигнала следует считать моментом приема, не очевидно.2. The estimation of the temporary position of the UWB signal in the reception window is ambiguous, since when the antenna 1 is rotated, the shape of the received signals changes, so what moment of the received signal should be considered the moment of reception is not obvious.

3. Положение оси 0Z определяется не точно, поскольку в окрестности αi=0 разность ΔT времен распространения СШП сигнала меняется мало.3. The position of the 0Z axis is not determined exactly, since in the vicinity of α i = 0 the difference ΔT of the UWB signal propagation times varies little.

Для решения последней проблемы можно провести измерения по крайней мере для трех разных угловых положений антенны 1 и решить, как будет показано ниже, соответствующую систему уравнений.To solve the last problem, it is possible to measure at least three different angular positions of the antenna 1 and solve, as will be shown below, the corresponding system of equations.

Точное определение положения оси фазового центра возможно только в отдельности для каждой частоты fj требуемого спектра частот

Figure 00000002
. Для решения этой задачи, используя дискретное преобразование Фурье (ДПФ), вычисляют фазочастотный спектр принятого сигнала при нескольких
Figure 00000003
угловых положениях антенны 1. При n=3 методика расчета положения оси фазового центра антенны 1 для одной частоты fj состоит в следующем. Пусть ось фазового центра антенны 1 на частоте fj находится на расстоянии Zц от оси вращения Y ортогональной системы координат XYZ. По определению фазового центра расстояние Zn остается неизменным при любых выбранных углах ее поворота. Начальное угловое положение антенны 1, фиг.2, отстоящее на неизвестный от оси 0Z угол α0, будем считать базовым, при этом ось фазового центра антенны 1 проходит через точку Zц0 с неизвестными координатами. Проводят зондирование, по результатам которого с использованием ДПФ вычисляют фазу Ф0(fj) принятого сигнала. При повороте антенны 1 вокруг оси 0Y относительно базового положения на известный угол αi ось фазового центра будет проходить через точку Zц1. В результате аналогичных зондирований и вычислений находят фазу Ф1 принятого сигнала на той же частоте, но при другом положении антенны 1. Разность этих фаз позволяет оценить разность времен распространения сигналов:The exact determination of the position of the axis of the phase center is possible only separately for each frequency f j of the required frequency spectrum
Figure 00000002
. To solve this problem, using the discrete Fourier transform (DFT), the phase-frequency spectrum of the received signal is calculated for several
Figure 00000003
angular positions of the antenna 1. For n = 3, the procedure for calculating the position of the axis of the phase center of the antenna 1 for one frequency f j consists in the following. Let the axis of the phase center of the antenna 1 at a frequency f j be at a distance Z c from the rotation axis Y of the orthogonal coordinate system XYZ. By definition of the phase center, the distance Zn remains unchanged at any chosen angles of rotation. The initial angular position of the antenna 1, figure 2, spaced by an angle α 0 unknown from the 0Z axis, will be considered basic, while the axis axis of the phase center of the antenna 1 passes through the point Z c0 with unknown coordinates. Sensing is carried out, according to the results of which, using the DFT, the phase Ф 0 (f j ) of the received signal is calculated. When the antenna 1 is rotated around the 0Y axis relative to the base position by a known angle α i, the axis of the phase center will pass through the point Z c1 . As a result of similar soundings and calculations, the phase Ф 1 of the received signal is found at the same frequency, but at a different position of antenna 1. The difference of these phases allows us to estimate the difference in the propagation times of the signals:

ΔТ1=(Ф01)/2πfj.ΔТ 1 = (Ф 01 ) / 2πf j .

При повороте антенны 1 на известный угол α2 относительно базового положения ось фазового центра антенны проходит через точку Zц2. Аналогичным образом вычисляют разность времен распространения сигналов между базовым и текущим положениями оси фазового центра ΔT2. В результате трех зондирований может быть составлена система двух уравнений:When the antenna 1 is rotated by a known angle α 2 relative to the base position, the axis of the phase center of the antenna passes through point Z c2 . In a similar manner, the difference in the propagation times of the signals between the base and current positions of the axis of the phase center ΔT 2 is calculated. As a result of three soundings, a system of two equations can be compiled:

ΔT1=Zц(cosα0-cos(α01))/CΔT 1 = Z c (cosα 0 -cos (α 01 )) / C

ΔT2=Zц(cosα0-cos(α02))/C,ΔT 2 = Z c (cosα 0 -cos (α 02 )) / C,

где С - скорость света.where C is the speed of light.

Эта система содержит два неизвестных α0 и Zц. и может быть решена известными методами. Полученные величины α0 и Zц являются полярными координатами оси фазового центра антенны 1 для частоты fj относительно оси ее вращения 0.This system contains two unknowns α 0 and Z c. and can be solved by known methods. The obtained values of α 0 and Z C are the polar coordinates of the axis of the phase center of the antenna 1 for the frequency f j relative to the axis of rotation 0.

Аналогичные вычисления проводят для всех частот fj спектра частот

Figure 00000002
. Для повышения точности вычислений количество углов поворота испытуемой антенны 1 выбирают большим трех, тогда система уравнений становится избыточной, а ее решение может быть получено, например, методом наименьших квадратов (МНК).Similar calculations are performed for all frequencies f j of the frequency spectrum
Figure 00000002
. To increase the accuracy of calculations, the number of rotation angles of the tested antenna 1 is chosen to be greater than three, then the system of equations becomes redundant, and its solution can be obtained, for example, by the least squares method (least squares).

Фазовый центр антенны 1 может быть расположен не только на плоскости XOZ, но и отстоять от нее на величину Yц. Для нахождения пространственного положения фазового центра антенны 1 изменяют ось ее вращения. В качестве новой оси может быть выбрана ось 0Х. Повторяя описанные выше измерения и вычисления, находят вторую ось фазового центра. В рассматриваемом случае вторая ось вращения антенны 1 перпендикулярна первой. В идеальном случае найденные оси фазового центра пересекаются. Вычисляют точку пересечения указанных осей, которая считается фазовым центром антенны 1. В реальных условиях найденные оси оказываются перекрещивающимися. В этом случае находят фазовый центр антенны 1, минимизируя расстояние между осями, например, по МНК.The phase center of the antenna 1 can be located not only on the XOZ plane, but also separated from it by a value of Y c . To find the spatial position of the phase center of the antenna 1 change the axis of its rotation. The axis 0X can be selected as the new axis. Repeating the measurements and calculations described above, the second axis of the phase center is found. In this case, the second axis of rotation of the antenna 1 is perpendicular to the first. In the ideal case, the found axes of the phase center intersect. The intersection point of the indicated axes, which is considered the phase center of the antenna 1, is calculated. Under real conditions, the axes found are crossed. In this case, find the phase center of the antenna 1, minimizing the distance between the axes, for example, along the least squares.

Таким образом, заявляемый способ позволяет быстро и точно определить положение фазового центра испытуемой антенны для всех выбранных частот. Полученные координаты фазовых центров позволяет использовать сложные сигналы при радиолокационных измерениях, учитывать вариации положения фазового центра, а за счет этого повысить точность измерений с использованием калиброванной антенны.Thus, the inventive method allows you to quickly and accurately determine the position of the phase center of the test antenna for all selected frequencies. The obtained coordinates of the phase centers allows you to use complex signals for radar measurements, take into account variations in the position of the phase center, and thereby increase the accuracy of measurements using a calibrated antenna.

Устройство, реализующее заявляемый способ, изображено на фиг.3, где:A device that implements the inventive method is depicted in figure 3, where:

1 - испытуемая антенна;1 - test antenna;

2 - измерительная антенна;2 - measuring antenna;

3 - опорно-поворотное устройство;3 - slewing ring;

4 - компьютер;4 - computer;

5 - линия задержки;5 - delay line;

6 - генератор зондирующих сигналов;6 - probe signal generator;

7 - стробоскопический приемник;7 - a stroboscopic receiver;

8 - аналого-цифровой преобразователь;8 - analog-to-digital Converter;

9 - вход ручного управления задержкой.9 - input manual delay control.

Испытуемая антенна 1 является объектом измерений с неизвестным положением фазового центра. Измерительная антенна 2 предназначена для проведения измерений, ее характеристики могут быть неизвестны, поскольку не влияют на точность из-за относительного характера измерений.The test antenna 1 is a measurement object with an unknown position of the phase center. Measuring antenna 2 is intended for measurements, its characteristics may not be known, because it does not affect accuracy due to the relative nature of the measurements.

Опорно-поворотное устройство 3 предназначено для вращения антенны 1 на известные углы под управлением кодовых посылок от компьютера 4.The rotary support device 3 is designed to rotate the antenna 1 at known angles under the control of code messages from the computer 4.

Компьютер 4 управляет работой устройства, обрабатывает результаты измерений и вычисляет координаты фазового центра испытуемой антенны 1.Computer 4 controls the operation of the device, processes the measurement results and calculates the coordinates of the phase center of the antenna under test 1.

Линия задержки 5 предназначена для выбора и фиксации окна приема зондирующих сигналов, а также для изменения положения отсчетов принятого сигнала во временном окне приема. Линия задержки содержит блоки грубой задержки и точной задержки. Первый блок позволяет задержать момент излучения СШП сигнала относительно момента его приема, т.е. задает начало окна приема. Он может быть выполнен на генераторе тактовых сигналов и цифровом счетчике, число пересчета которого управляется от компьютера 4. Блок точной задержки состоит из цифроаналогового преобразователя и диода с накоплением заряда. Код, поступающий от компьютера 4, устанавливает порог срабатывания диода, который изменяет задержку запускающего сигнала.The delay line 5 is designed to select and fix the window for receiving sounding signals, as well as for changing the position of samples of the received signal in the time window for receiving. The delay line contains coarse delay and precise delay blocks. The first block allows you to delay the moment of emission of UWB signal relative to the moment of its reception, i.e. sets the start of the receive window. It can be performed on a clock generator and a digital counter, the conversion number of which is controlled by a computer 4. The exact delay unit consists of a digital-to-analog converter and a charge accumulating diode. The code from computer 4 sets the threshold for the diode, which changes the delay of the trigger signal.

Генератор зондирующих сигналов 6 формирует СШП сигналы.The probe signal generator 6 generates UWB signals.

Стробоскопический приемник 7 выделяет из принятого сигнала один отсчет по стробирующему сигналу.The stroboscopic receiver 7 extracts one sample from the received signal from the strobe signal.

Аналого-цифровой 8 преобразователь предназначен для перевода отсчетов принятого сигнала в цифровую форму.An analog-to-digital 8 converter is designed to convert the samples of the received signal into digital form.

Вход ручного управления задержкой 9 предназначен для выбора окна приема при предварительном зондировании.The input of the manual delay control 9 is used to select the reception window during preliminary sounding.

Испытуемая 1 и измерительная антенны 2 устанавливаются в дальней зоне на ориентировочно известном расстоянии L. Испытуемая антенна 1 крепится на опорно-поворотном устройстве 3 с фиксированной осью вращения. Будем считать, что испытуемая антенна 1 является излучающей, а измерительная антенна 2 - приемной. Перед зондированиями компьютер 4 путем посылки управляющих кодовых сигналов в опорно-поворотное устройство 3 устанавливает требуемые углы αi поворота измеряемой антенны 1 в рамках выбранного диапазона.Test 1 and measuring antenna 2 are installed in the far zone at an approximately known distance L. Test antenna 1 is mounted on a rotary support device 3 with a fixed axis of rotation. We assume that the tested antenna 1 is emitting, and the measuring antenna 2 is the receiving one. Before sounding, the computer 4 by sending control code signals to the slewing ring 3 sets the required angles α i of rotation of the measured antenna 1 within the selected range.

Для стробоскопического приема СШП сигнала изменяют величину точной задержки в блоке 5. В результате чего момент излучения антенной 1 смещается относительно фиксированного момента приема антенной 2, а стробоскопический приемник 7 выделяет другой (по времени) отсчет принятого сигнала. Диапазон величин точной задержки определяет длительность окна приема, а шаг - точность измерения. Многократно изменяя величину точной задержки, осуществляют масштабно-временное преобразование и получают все отсчеты принятого СШП сигнала, которые отображают на экране монитора компьютера 4.For stroboscopic UWB signal reception, the exact delay value in block 5 is changed. As a result, the radiation moment of the antenna 1 is shifted relative to the fixed moment of the antenna 2 reception, and the stroboscopic receiver 7 selects a different (in time) sample of the received signal. The range of exact delay values determines the duration of the receive window, and the step determines the measurement accuracy. By repeatedly changing the exact delay value, a time-scale conversion is performed and all the samples of the received UWB signal are received, which are displayed on the computer screen 4.

При зондированиях запускающий сигнал от компьютера 4 поступает через линию задержки 5 к генератору зондирующих СШП сигналов 8, а также по кабелю длиной, приближенно равной расстоянию между антеннами L - к стробоскопическому преобразователю 7 и аналого-цифровому преобразователю 8. СШП сигнал, излученный антенной 1, поступает к антенне 2 с задержкой на время распространения при расстоянии L между антеннами 1 и 2.When sounding, the triggering signal from the computer 4 enters through the delay line 5 to the generator of the probing UWB signals 8, and also through a cable approximately equal to the distance between the antennas L to the stroboscopic converter 7 and analog-to-digital converter 8. UWB signal emitted by antenna 1, arrives at antenna 2 with a delay for the propagation time at a distance L between antennas 1 and 2.

При предварительном зондировании сначала подбирают величину грубой задержки в блоке 5, а возможно, и длину упомянутого выше кабеля так, чтобы запускающий сигнал поступил на стробоскопический приемник 7 непосредственно перед поступлением в него СШП сигнала при любых углах поворота антенны 1. Для решения этой задачи компьютером 4 через опорно-поворотное устройство 3 изменяют углы поворота антенны 1, наблюдают на мониторе компьютера 4 изменение положения начала принятого сигнала в окне приема. Вручную, через вход 9 компьютера 4 изменяют величину грубой задержки в блоке 5. Затем через вход 9 компьютера 4 изменяют величину и шаг точной задержки в блоке 5, добиваясь полного приема СШП сигнала. В результате описанных действий фиксируют величину грубой задержки (момент начала приема), а также шаг и величину точной задержки (точность и длительность окна приема).During preliminary sounding, the coarse delay value in block 5 is first selected, and possibly the length of the cable mentioned above so that the trigger signal arrives at the stroboscopic receiver 7 immediately before the UWB signal arrives at it at any angle of rotation of antenna 1. To solve this problem, computer 4 through the slewing device 3, the angles of rotation of the antenna 1 are changed, a change in the position of the beginning of the received signal in the reception window is observed on the computer monitor 4. Manually, through the input 9 of computer 4, the magnitude of the coarse delay in block 5 is changed. Then, through the input 9 of computer 4, the magnitude and step of the exact delay in block 5 are changed, achieving full UWB signal reception. As a result of the described actions, the coarse delay value (the moment of reception start) is fixed, as well as the step and the exact delay value (accuracy and duration of the reception window).

При грубом определении положения оси фазового центра антенны 1 оценивают положение принятых сигналов при известных углах поворота αi антенны 1 и по описанным выше алгоритмам вычисляют в компьютере 4 координаты точки, через которую проходит ось фазового центра.With a rough determination of the position of the axis axis of the phase center of antenna 1, the position of the received signals is estimated at known angles of rotation α i of antenna 1 and the coordinates of the point through which the axis of the phase center passes are calculated in computer 4 using the algorithms described above.

При точном определении оси фазового центра в компьютере 4 вычисляют фазочастотный спектр принятого сигнала и находят координаты точек, через которые проходят оси фазовых центров на соответствующих частотах.With the exact determination of the axis of the phase center in computer 4, the phase-frequency spectrum of the received signal is calculated and the coordinates of the points through which the axis of the phase centers at the corresponding frequencies pass.

Изменяют ось вращения антенны 1 и повторяют измерения.Change the axis of rotation of the antenna 1 and repeat the measurement.

Фазовые центры антенны 1 определяют для каждой частоты отдельно как точки пересечения соответствующих осей фазовых центров.The phase centers of the antenna 1 are determined for each frequency separately as the intersection points of the corresponding axes of the phase centers.

Таким образом, заявляемый способ может быть реализован на современной элементной базе и позволяет быстро и точно определить координаты фазовых центров испытуемой антенны для спектра частот. Знание этих координат позволяет повысить точность антенных измерений с использованием измеряемой антенны.Thus, the claimed method can be implemented on a modern elemental base and allows you to quickly and accurately determine the coordinates of the phase centers of the antenna under test for the frequency spectrum. Knowing these coordinates can improve the accuracy of antenna measurements using the measured antenna.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Драбкин А.Л., Зузенко В.Л. Антенно-фидерные устройства. М.: Сов. радио, 1961, с.70-71.1. Drabkin A.L., Zuzenko V.L. Antenna feeder devices. M .: Sov. Radio, 1961, p. 70-71.

2. АС СССР №364908.2. AS of the USSR No. 364908.

3. АС СССР №1125559.3. AS of the USSR No. 1125559.

4. Патент JP №2000321314.4. JP patent No. 2000321314.

5. АС СССР №1702325.5. USSR AS No. 1702325.

6. Патент JP 2183172.6. Patent JP 2183172.

7. Калибровка фазовых центров антенны, GPS World, Май 2002, Издатель: Advanstar Communications Inc 859 Willamette Street, Eugene, Oregon 97401-6806, USA.7. Calibration of Antenna Phase Centers, GPS World, May 2002, Publisher: Advanstar Communications Inc 859 Willamette Street, Eugene, Oregon 97401-6806, USA.

8. Рябинин Ю.А. Стробоскопическое осциллографирование. - М.: Сов. радио, 1972.8. Ryabinin Yu.A. Stroboscopic oscillography. - M .: Owls. Radio, 1972.

Claims (3)

1. Способ определения положения фазового центра антенны, заключающийся в том, что устанавливают две антенны так, чтобы одна по отношению к другой находилась в дальней зоне, зондируют испытуемую антенну, для чего поворачивают ее вокруг оси вращения на выбранные углы, в каждом положении излучают сигналы с постоянными характеристиками одной, принимают их другой антенной и оценивают принятые сигналы, фазовый центр испытуемой антенны находят на пересечении осей, проходящих через ее фазовый центр, отличающийся тем, что для зондирования используют сверхширокополосные сигналы, проводят предварительное зондирование, при котором оценивают и выбирают минимальный размер временного окна приема и его положение относительно момента излучения такие, чтобы принятые сигналы попадали в окно приема, проводят основное зондирование, при котором принимают сигналы в выбранном временном окне приема, оценивают разности времен распространения сигналов между фазовыми центрами антенн при разных углах поворота испытуемой антенны и находят параллельную оси вращения ось, проходящую через фазовый центр испытуемой антенны, относительно которой время распространения сигналов между фазовыми центрами антенн не зависит от угла поворота испытуемой антенны, выбирают другую ось вращения испытуемой антенны, повторяют предварительное и основное зондирования и находят другую ось, проходящую через фазовый центр испытуемой антенны.1. The method of determining the position of the phase center of the antenna, which consists in installing two antennas so that one is in the far zone with respect to the other, probe the antenna under test, for which they rotate it around the axis of rotation at selected angles, emit signals in each position with constant characteristics of one, they are received by another antenna and the received signals are evaluated, the phase center of the antenna under test is found at the intersection of the axes passing through its phase center, characterized in that for sounding using comfort ultra-wideband signals, conduct preliminary sounding, in which the minimum size of the reception time window and its position relative to the radiation moment are estimated and selected such that the received signals fall into the reception window, conduct basic sounding, in which the signals are received in the selected reception time window, the differences are estimated the propagation times of the signals between the phase centers of the antennas at different angles of rotation of the antenna under test and find the axis parallel to the axis of rotation, passing through the phase the center of the antenna under test, relative to which the propagation time of the signals between the phase centers of the antennas does not depend on the angle of rotation of the antenna under test, choose another axis of rotation of the antenna under test, repeat the preliminary and main soundings and find another axis passing through the phase center of the antenna under test. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оценки разности времен распространения сигналов при основном зондировании используют различие в их положении во временном окне приема.2. The method according to claim 1, characterized in that as an estimate of the difference in the propagation times of the signals during the main sensing, they use the difference in their position in the reception time window. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для оценки разности времен распространения сигналов при основном зондировании вычисляют их фазочастотный спектр, а координаты фазового центра испытуемой антенны вычисляют для спектра частот.3. The method according to claim 1, characterized in that to evaluate the difference in the propagation times of the signals during the main sensing, their phase-frequency spectrum is calculated, and the coordinates of the phase center of the antenna under test are calculated for the frequency spectrum.
RU2006121736/09A 2006-06-19 2006-06-19 Method of determination of position of antenna phase centre RU2326393C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121736/09A RU2326393C2 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Method of determination of position of antenna phase centre

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006121736/09A RU2326393C2 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Method of determination of position of antenna phase centre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006121736A RU2006121736A (en) 2008-01-10
RU2326393C2 true RU2326393C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=39019592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006121736/09A RU2326393C2 (en) 2006-06-19 2006-06-19 Method of determination of position of antenna phase centre

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2326393C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494540C1 (en) * 2012-08-15 2013-09-27 Владимир Петрович Панов Radio system
CN105353228A (en) * 2015-09-30 2016-02-24 西安电子科技大学 Estimation method of antenna phase center on the basis of adaptive filtering
CN108151698A (en) * 2017-12-26 2018-06-12 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 A kind of antenna rotation center Calibration Method for intersecting method based on axis
CN108168504A (en) * 2017-12-26 2018-06-15 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 A kind of antenna rotation center Calibration Method based on fitting centre of sphere method
RU2687059C1 (en) * 2018-10-30 2019-05-07 Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") Range determination method
RU2773455C1 (en) * 2021-03-12 2022-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук Method for constructing an extended antenna field

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494540C1 (en) * 2012-08-15 2013-09-27 Владимир Петрович Панов Radio system
CN105353228A (en) * 2015-09-30 2016-02-24 西安电子科技大学 Estimation method of antenna phase center on the basis of adaptive filtering
CN108151698A (en) * 2017-12-26 2018-06-12 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 A kind of antenna rotation center Calibration Method for intersecting method based on axis
CN108168504A (en) * 2017-12-26 2018-06-15 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 A kind of antenna rotation center Calibration Method based on fitting centre of sphere method
CN108151698B (en) * 2017-12-26 2020-05-22 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 Antenna rotation center calibration method based on axis intersection method
RU2687059C1 (en) * 2018-10-30 2019-05-07 Акционерное общество "Национальное РадиоТехническое Бюро" (АО "НРТБ") Range determination method
RU2773455C1 (en) * 2021-03-12 2022-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт астрономии Российской академии наук Method for constructing an extended antenna field

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006121736A (en) 2008-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11454702B2 (en) Synthetic aperture radar method and synthetic aperture radar device
RU2326393C2 (en) Method of determination of position of antenna phase centre
Zetik et al. UWB localization-active and passive approach [ultra wideband radar]
KR101785684B1 (en) External calibration method of scatterometer system for ocean parameters monitoring using internal time delay
Papazian et al. Calibration of millimeter-wave channel sounders for super-resolution multipath component extraction
US11933913B2 (en) Implementing non-point targets using direct synthesis of radar signals
CN113009436B (en) Spatial angular position parameter calibration method
CN110703218A (en) One-transmitting-multi-receiving combined rotary table rotating double-station scattering measurement system and method
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
CN105008950B (en) For measurement apparatus and measuring method that direction finding and direction uncertainty determine
RU2527923C2 (en) Method of creating spatial navigation field with distributed navigation signal sources
Vierinen et al. Use of eiscat 3d for observations of space debris
RU105466U1 (en) AUTOMATED COMPLEX FOR MEASUREMENTS OF RADIOTECHNICAL CHARACTERISTICS OF Aperture Antennas
RU2393501C1 (en) Method of subsurface sounding
US20190148834A1 (en) Measuring system and measuring method for over the air measurement of electric field potential
RU2393500C2 (en) Method of determining phases of complex envelopes of reflected signals in object multi-frequency pulsed sounding for radar object imagery
RU2659813C1 (en) Method of automated control of radio emitters
RU2388146C2 (en) Method of measuring amplitude-frequency characteristics of radio communication ionospheric channels
RU2414721C1 (en) Method for radar measurement of speed of an object
Panzner et al. Radar signatures of complex buried objects in ground penetrating radar
RU2584332C1 (en) Device for determining motion parameters of target
RU2717823C1 (en) Method of measuring elevation angle of aerial object in meter range of electromagnetic waves
RU2436261C1 (en) Method of receiving radio signals from radio-requency source
RU2720948C1 (en) Method of measuring elevation angle of aerial object in meter range of electromagnetic waves using electronic map of area
Povarenkin et al. Using standard measuring instruments to simulate low-flying target signals

Legal Events

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

Effective date: 20080620