RU2331896C1 - Method and device for scattering matrix measuring (versions) - Google Patents
Method and device for scattering matrix measuring (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331896C1 RU2331896C1 RU2006138018/09A RU2006138018A RU2331896C1 RU 2331896 C1 RU2331896 C1 RU 2331896C1 RU 2006138018/09 A RU2006138018/09 A RU 2006138018/09A RU 2006138018 A RU2006138018 A RU 2006138018A RU 2331896 C1 RU2331896 C1 RU 2331896C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- frequency
- measurement object
- reference signal
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится в области радиолокации и предназначено для измерения радиолокационных характеристик объектов, а именно измерения элементов матрицы в выбранном поляризационном базисе при мягкой подвеске объекта измерения.The invention relates to the field of radar and is intended to measure the radar characteristics of objects, namely the measurement of the matrix elements in the selected polarization basis with soft suspension of the measurement object.
Известно устройство для измерения «нелинейных» радиолокационных характеристик (RU пат. №2265230, G01R 29/08, G01S 13/04, Бюл. №33 от 27.11.2005 г.). Это устройство содержит: задающий генератор, полосовой фильтр, передающую и приемную антенны, регистратор, последовательно соединенные усилитель, гетеродин и блок стабилизации частоты гетеродина. Между приемной антенной и регистратором последовательно соединены разделитель поляризаций и два параллельных приемных канала. Каждый канал состоит из последовательно соединенного смесителя и усилителя приемного канала. Выходы усилителей присоединены к соответствующим входам регистратора, а вторые их выходы подключены к фазовому детектору, выход которого подключен к регистратору. Между задающим генератором и полосовым фильтром находится направленный ответвитель, к боковому выходу которого последовательно подключен усилитель и блок стабилизации частоты гетеродина. Передающая антенна выполнена круговой поляризации излучения. Два выхода гетеродина подключены к смесителям соответствующих приемных каналов, третий выход - к блоку стабилизации частоты и выход полосового фильтра подсоединен к передающей антенне. Это устройство позволяет измерять только кросс составляющие элементы матрицы рассеяния.A device is known for measuring "nonlinear" radar characteristics (RU Pat. No. 2265230, G01R 29/08,
Известен одноантенный измеритель обратного рассеяния и способ его работы, который принят за прототип изобретения (СССР авт. св. №302810, Н03J 5/00, Бюл. №15 от 28.04.71) Это устройство содержит: генератор, основной и опорный каналы, поляризатор, устройства разделения и регистрации падающих и переизлученных объектом измерения радиоволн, приемопередающую антенну и два приемника. Устройство разделения излучаемых антенной и переизлученных объектом измерения радиоволн выполнено в виде волноводного направленного разделителя поляризаций с основной линией квадратного или круглого сечения и с двумя боковыми линиями прямоугольного сечения. Широкие стенки боковых волноводов взаимно перпендикулярны. Измеритель обратного рассеяния предназначен для измерения полной матрицы рассеяния М объекта измерений при закреплении объекта на жесткой опоре.Known single-antenna backscatter meter and the method of its operation, which is adopted as a prototype of the invention (USSR aut. St. No. 302810,
Матричное уравнение (1), связывающее две ортогональные компоненты падающих на объект измерения радиоволн с соответствующими компонентами переизлученных объектом радиоволн, имеет вид:Matrix equation (1), connecting two orthogonal components of the incident radio waves with the corresponding components of the re-emitted radio waves, has the form:
где Ei,x и Ei,y - ортогональные компоненты падающих на объект радиоволн;where Ei, x and Ei, y are the orthogonal components of the radio waves incident on the object;
Er,x и Er,y - ортогональные компоненты принимаемых радиоволн, переизлученных объектом измерения;Er, x and Er, y are the orthogonal components of the received radio waves reradiated by the measurement object;
a·expiφxx, b·expiφxy, c·expiφyx и d·expiφyy - четыре комплексных элемента матрицы рассеяния.a · expiφ xx , b · expiφ xy , c · expiφ yx and d · expiφ yy are four complex elements of the scattering matrix.
а, b, с и d - модули элементов матрицы рассеяния;a, b, c and d are the moduli of the elements of the scattering matrix;
φyy, φxx, φyx и φxy - аргументы (фазы) элементов матрицы рассеяния.φ yy , φ xx , φ yx and φ xy are the arguments (phases) of the elements of the scattering matrix.
Матрица М, модули элементов которой выражены в значениях эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) - σ, записывается в виде:The matrix M, the moduli of elements of which are expressed in terms of the effective scattering surface (EPR) - σ, is written in the form:
где σyy, σxx и σyx, σxy, - эффективные поверхности рассеяния объекта измерения при параллельном (излучение и прием компонент одинаковых поляризаций) и ортогональном (излучение и прием компонент ортогональных поляризаций) приеме переизлученных радиоволн объектом измерения в выбранном поляризационном базисе.where σ yy , σ xx and σ yx , σ xy are the effective scattering surfaces of the measurement object in parallel (emission and reception of the components of the same polarizations) and orthogonal (radiation and reception of the components of orthogonal polarizations) reception of reradiated radio waves by the measurement object in the selected polarization basis.
Матрица рассеяния симметрична, если передающая и приемная антенны совмещены. В этом случае элементы матрицы √σyx, expiφyx и √σxy, expiφxy равны и матрица рассеяния (2)принимает вид:The scattering matrix is symmetric if the transmitting and receiving antennas are combined. In this case, the elements of the matrix √σ yx , expiφ yx and √σ xy , expiφ xy are equal and the scattering matrix (2) takes the form:
Одноантенный измеритель измеряет амплитуды переизлученных объектом радиоволн и их фазы относительно фазы излучений генератора. При таком условии объект измерения должен быть закреплен на жесткой опоре и вращаться вокруг неподвижной оси, поэтому этот измеритель не может быть применен в условиях открытых полигонов, где объекты измерения крепятся на мягкой подвеске: тросах и стропах и раскачиваются при измерении. Ось вращения объекта измерения при мягкой подвеске во время измерения изменяет свое положение в пространстве относительно антенны измерителя, что приводит к невозможности измерения фазы переизлучения объекта измерения с опорной фазой излучений антенны из-за погрешностей, превышающих значения измеряемых величин.A single-antenna meter measures the amplitudes of radio waves re-emitted by an object and their phase relative to the phase of the generator radiation. Under this condition, the measurement object must be mounted on a rigid support and rotate around a fixed axis, therefore this meter cannot be used in open polygons, where the measurement objects are mounted on a soft suspension: cables and slings and swing during measurement. The axis of rotation of the measurement object with soft suspension during measurement changes its position in space relative to the antenna of the meter, which makes it impossible to measure the phase of re-radiation of the measurement object with the reference phase of the radiation of the antenna due to errors exceeding the values of the measured values.
Технический результат изобретения - измерение элементов полной матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, в выбранном поляризационном базисе.The technical result of the invention is the measurement of the elements of the full scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, in the selected polarization basis.
Изобретения поясняются фигурами, на которых введены обозначения:The invention is illustrated by figures, which introduced the notation:
1 - генератор радиоволн (Гf); 2 - делитель мощности (ДМ); 3 - направленный ответвитель (НО); 4 - фильтр несущей частоты f (Фf) генератора 1; 5 - первая антенна; 6 - вторая антенна; 7 - смеситель (См); 8 - амплитудный детектор (АД); 9 - усилитель высокой частоты (УВЧ); 10 - гетеродин (Гт); 11 - стабилизатор частоты гетеродина (Ст); 12 - фазовый детектор (ФД); 13 - делитель опорной частоты fo (Дfo); 14 - третья антенна; 15 - фильтр опорной частоты fo (Фfo); 16 - умножитель опорной частоты (Уfo); 17 - опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП); 18 - несущий трос СМП; 19 - стропы крепления объекта измерения; 20 - объект измерения; 21 - генератор опорного сигнала с частотой fo; 22 - стропы-оттяжки вращения объекта измерения; 23 - поворотное устройство вращения объекта измерения с установленном на нем генератором опорного сигнала.1 - radio wave generator (Gf); 2 - power divider (DM); 3 - directional coupler (BUT); 4 - filter carrier frequency f (ff) of the
Первый вариант выполнения устройстваThe first embodiment of the device
Устройство первого варианта предназначено для измерений элементов матрицы рассеяния: a·expiφxx или d·expiφyy в заданном поляризационном базисе, при параллельном приеме (излучение и прием компонент одинаковой поляризации), когда частота fo опорного сигнала кратна частоте f излучений первой антенны 5 (fo=nf, где n=2, 3, 4, ...).The device of the first embodiment is designed to measure elements of the scattering matrix: a · expiφ xx or d · expiφ yy in a given polarization basis, in parallel reception (radiation and reception of components of the same polarization), when the frequency fo of the reference signal is a multiple of the frequency f of radiation of the first antenna 5 (fo = nf, where n = 2, 3, 4, ...).
Устройство содержит (фиг.1): генератор 1 радиоволн с частотой излучений f (Гf), делитель мощности (ДМ) 2, направленный ответвитель (НО) 3, фильтр 4 частоты генератора 1 (Фf), первую антенну 5, выполненную приемопередающей, вторую антенну 6, выполненную приемной, смесители (См) 7, амплитудный детектор (АД) 8, усилитель высокой частоты (УВЧ) 9, гетеродин (Гт) 10, стабилизатор частоты гетеродина (Ст) 11, фазовый детектор (ФД) 12, делитель опорной частоты (Дfo) 13, опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП) 17, несущий трос 18 СМП, стропы крепления объекта измерения 19, объект измерения 20, генератор опорного сигнала 21 с излучателем и с частотой излучений fo, стропы-оттяжки 22 вращения объекта измерения, поворотное устройство 23 вращения объекта измерения 20.The device comprises (Fig. 1): a
Генератор 1, основное плечо делителя мощности 2, основное плечо направленного ответвителя 3, фильтр 4 и антенна 5 соединены последовательно. Боковое плечо ДМ 2, соединено с входом сигнала генератора стабилизатора частоты 11 гетеродина 10. Управляющие выход и вход стабилизатора 11 соединены с управляющим входом и выходом гетеродина 10. Сигнальный выход гетеродина 10 соединен с входами сигнала гетеродина смесителей 7. Сигнальный вход одного смесителя соединен с выходом бокового плеча НО 3, а его сигнальный выход соединен с входами амплитудного 8 и фазового 12 детекторов, выходы которых подключаются к регистраторам (на фигурах не показаны).The
Антенна 6, усилитель высокой частоты 9, делитель частоты 13 и сигнальный вход второго смесителя 7 соединены последовательно. Сигнальный выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора 12.
Генератор опорного сигнала 21 установлен на поверхности объекта измерения 20 так, что его излучатель находится в точке прохождения оси вращения объекта через поверхность. При таком закреплении генератора опорного сигнала фаза его излучений во время измерения относительно оси вращения объекта измерения равна нулю.The
Объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 закреплен на системе мягкой подвески в дальней зоне антенн 5 и 6. Электрические оси антенн 5 и 6 направлены на объект измерения и лежат в плоскости вращения объекта измерения, антенны установлены в ряд, одна около другой.The
Второй вариант выполнения устройстваThe second embodiment of the device
Устройство этого варианта предназначено для измерений элементов матрицы рассеяния: b·expiφxy или c·expiφyx в выбранном поляризационном базисе при ортогональном приеме (поляризации компонент излучения и приема ортогональны) и когда частота fo опорного сигнала кратна частоте f излучений первой антенны 5 (fo=nf, где n=2, 3, 4, ...).The device of this variant is intended for measuring elements of the scattering matrix: b · expiφ xy or c · expiφ yx in the selected polarization basis for orthogonal reception (polarization of the radiation and reception components is orthogonal) and when the frequency fo of the reference signal is a multiple of the frequency f of radiation of the first antenna 5 (fo = nf, where n = 2, 3, 4, ...).
Устройство содержит (фиг.2): генератор 1 радиоволн с частотой излучений f (Гf), делитель мощности (ДМ) 2, фильтр 4 несущей частоты генератора 1 (Фf), первую антенну 5, выполненную передающей, вторую антенну 6, выполненную приемной, смесители (См) 7, амплитудный детектор (АД) 8, усилитель высокой частоты (УВЧ) 9, гетеродин (Гт) 10, стабилизатор частоты гетеродина (Ст) 11, фазовый детектор (ФД) 12, делитель частоты опорного сигнала (Дfo) 13, третью антенну 14, выполненную приемной с поляризацией излучения ортогональной поляризации антенны 5, опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП) 17, несущий трос 18 СМП, стропы крепления объекта измерения 19, объект измерения 20, генератор опорного сигнала с частотой fo 21, стропы-оттяжки вращения объекта измерения 22, поворотное устройство вращения 23 объекта измерения.The device comprises (FIG. 2): a
Генератор 1, основное плечо делителя мощности 2 и антенна 5 соединены последовательно. Боковое плечо ДМ 2 соединено с входом сигнала генератора стабилизатора частоты 11 гетеродина 10. Управляющие выход и вход стабилизатора 11 соединены с управляющим входом и выходом гетеродина 10. Сигнальные выходы гетеродина 10 соединены с входами сигнала гетеродина смесителей 7. Сигнальный вход одного смесителя соединен последовательно с фильтром частоты генератора 1 и с выходом антенны 14, а сигнальный выход смесителя соединен с входами амплитудного 8 и фазового 12 детекторов, выходы которых подключаются к регистраторам (на фигурах не показаны).The
Антенна 6, усилитель высокой частоты 9, делитель частоты опорного сигнала 13 и сигнальный вход второго смесителя 7 соединены последовательно. Сигнальный выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора 12.The
Генератор опорного сигнала 21 установлен на поверхности объекта измерения 20 так, что его излучатель находится в точке прохождения оси вращения объекта через поверхность. При таком закреплении генератора опорного сигнала фаза его излучений во время измерения относительно оси вращения объекта измерения равна нулю.The
Объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 закреплен на системе мягкой подвески в дальней зоне антенн 5, 6 и 14. Электрические оси антенн 5, 6 и 14 направлены на объект измерения и лежат в плоскости вращения объекта измерения, антенны установлены в ряд, одна около другой.The
Третий вариант исполнения устройстваThe third embodiment of the device
Устройство этого варианта предназначено для измерений при параллельном приеме (излучение и прием одинаковых поляризаций) элементов матрицы рассеяния: a·expiφxx или d·expiφyy, когда опорная частота составляет долю от частоты излучений антенны 5, кратную обратным значениям целых чисел (fo=f/n, где n=2, 3, 4, ...).The device of this variant is intended for measurements in parallel reception (emission and reception of identical polarizations) of the elements of the scattering matrix: a · expiφ xx or d · expiφ yy , when the reference frequency is a fraction of the radiation frequency of
Устройство содержит (фиг.3): генератор 1 радиоволн с частотой излучений f (Гf), делитель мощности (ДМ) 2, направленный ответвитель (НО) 3, первую антенну 5, выполненную приемопередающей, вторую антенну 6, выполненную приемной, смесители (См) 7, амплитудный детектор (АД) 8, усилитель высокой частоты (УВЧ) 9, гетеродин (Гт) 10, стабилизатор частоты гетеродина (Ст) 11, фазовый детектор (ФД) 12, умножитель опорной частоты (Уfo) 16, опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП) 17, несущий трос 18 СМП, стропы крепления объекта измерения 19, объект измерения 20, генератор опорного сигнала 21 с частотой fo, стропы-оттяжки вращения объекта измерения 22, поворотное устройство вращения 23 объекта измерения.The device contains (Fig. 3): a
Генератор 1, основное плечо делителя мощности 2, основное плечо направленного ответвителя 3 и антенна 5 соединены последовательно. Боковое плечо ДМ 2 соединено с входом сигнала генератора стабилизатора частоты 11 гетеродина 10. Управляющие выход и вход стабилизатора 11 соединены с управляющим входом и выходом гетеродина 10. Сигнальные выходы гетеродина 10 соединены с входами сигнала гетеродина смесителей 7. Сигнальный вход одного смесителя соединен с выходом бокового плеча НО 3, а его сигнальный выход соединен с входами амплитудного 8 и фазового 12 детекторов, выходы которых подключаются к регистраторам (на фигурах не показаны).The
Антенна 6, фильтр 15 частоты fo, усилитель высокой частоты 9, умножитель частоты 16 и сигнальный вход второго смесителя 7 соединены последовательно. Сигнальный выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора 12.
Генератор опорного сигнала 21 установлен на поверхности объекта измерения 20 так, что его излучатель находится в точке прохождения оси вращения объекта через его поверхность. При таком закреплении генератора опорного сигнала фаза его излучений во время измерения относительно оси вращения объекта измерения равна нулю.The
Объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 закреплен на системе мягкой подвески в дальней зоне антенн 5 и 6. Электрические оси антенн 5 и 6 направлены на объект измерения и антенны установлены в ряд, одна около другой.The
Четвертый вариант исполнения устройстваThe fourth embodiment of the device
Устройство этого варианта предназначено для измерений при ортогональном приеме (излучение и прием компонент ортогональных поляризаций) элементов матрицы рассеяния b·expiφxy или c·expiφyx, когда опорная частота составляет долю от частоты излучений антенны 5, кратную обратным значениям целых чисел (fo=f/n, где n=2, 3, 4, ...).The device of this option is intended for measurements during orthogonal reception (emission and reception of orthogonal polarization components) of the elements of the scattering matrix b · expiφ xy or c · expiφ yx , when the reference frequency is a fraction of the radiation frequency of
Устройство содержит (фиг.4): генератор 1 радиоволн с частотой излучений f (Гf), делитель мощности (ДМ) 2, фильтр 4 несущей частоты генератора 1 (Фf), первую антенну 5, выполненную передающей, вторую антенну 6, выполненную приемной, смесители (См) 7, амплитудный детектор (АД) 8, усилитель высокой частоты (УВЧ) 9, гетеродин (Гт) 10, стабилизатор частоты гетеродина (Ст) 11, фазовый детектор (ФД) 12, третью антенну 14, выполненную приемной с поляризацией излучения, ортогональной излучению антенны 5, умножитель частоты опорного сигнала (Уfo) 16, опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП) 17, несущий трос 18 СМП, стропы крепления объекта измерения 19, объект измерения 20, генератор опорного сигнала 21 с частотой fo, стропы-оттяжки вращения объекта измерения 22, поворотное устройство вращения 23 объекта измерения.The device comprises (Fig. 4): a
Генератор 1, основное плечо делителя мощности 2 и антенна 5 соединены последовательно. Боковое плечо ДМ 2, соединено с входом сигнала генератора стабилизатора частоты 11 гетеродина 10. Управляющие выход и вход стабилизатора 11 соединены с управляющим входом и выходом гетеродина 10. Сигнальные выходы гетеродина 10 соединены с входами сигнала гетеродина смесителей 7. Сигнальный вход одного смесителя, фильтр 4 частоты генератора 1 и антенна 14 соединены последовательно, а сигнальный выход смесителя соединен с входами амплитудного 8 и фазового 12 детекторов, выходы которых подключаются к регистраторам (на фигурах не показаны).The
Антенна 6, усилитель высокой частоты 9, умножитель опорной частоты 16 и сигнальный вход второго смесителя 7 соединены последовательно. Сигнальный выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора 12.
Генератор опорного сигнала 21 установлен на поверхности объекта измерения 20 так, что его излучатель находится в точке прохождения оси вращения объекта через его поверхность. При таком закреплении генератора опорного сигнала фаза его излучений во время измерения относительно оси вращения объекта измерения равна нулю.The
Объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 закреплен на системе мягкой подвески в дальней зоне антенн 5, 6 и 14. Электрические оси антенн 5, 6 и 14 направлены на объект измерения и антенны установлены в ряд, одна около другой.The
Возможное выполнение узлов и блоков устройствPossible implementation of nodes and device blocks
Генератор 1 радиоволн должен быть выполнен монохроматического излучения с частотой f.The
Делитель мощности (ДМ) 2 может быть выполнен в виде волноводного направленного ответвителя или делителя на коаксиальной линии передач.The power divider (DM) 2 can be made in the form of a waveguide directional coupler or divider on a coaxial transmission line.
Направленный ответвитель (НО) 3 может быть выполнен на прямоугольном волноводе или коаксиальной линии передач.The directional coupler (HO) 3 can be performed on a rectangular waveguide or a coaxial transmission line.
Фильтр 4 несущей частоты (Фf) генератора 1 может быть выполнен на прямоугольном волноводе с резонансными диафрагмами или на коаксиальной линии передач Г или П-образным на индуктивностях и емкостях.The
Первая антенна 5 с рабочей частотой f для первого и третьего вариантов устройств должна быть выполнена приемопередающей с поляризаций излучений одной из ортогональных составляющих выбранного поляризационного базиса матрицы рассеяния.The
Первая антенна 5 с рабочей частотой f для второго и четвертого вариантов устройств должна быть выполнена передающей с поляризаций излучений одной из ортогональных составляющих выбранного поляризационного базиса матрицы рассеяния.The
В качестве таких антенн могут быть применены: рупорная, зеркальная и др. антенны. Электрическая ось антенн устанавливается в направлении на объект измерения 20 и находится в плоскости его вращения.As such antennas can be applied: horn, mirror and other antennas. The electrical axis of the antennas is installed in the direction of the
Вторая антенна 6 приемная с частотой излучения fo, согласованная по поляризации с поляризацией (параллельной) излучения генератора опорного сигнала 21. В качестве такой антенны могут быть применены: рупорная, зеркальная и др. антенны. Антенна 6 устанавливается в ряд с антенной 5, электрическая ось антенны 6 устанавливается в направлении на объект измерения 20 и находится в плоскости его вращения.The
Смеситель (См) 7 может быть выполнен на диоде по известным схемам.The mixer (Cm) 7 can be performed on the diode according to known schemes.
Амплитудный детектор (АД) 8 может быть выполнен на диоде по известной схеме.Amplitude detector (HELL) 8 can be performed on the diode according to the known scheme.
Усилитель высокой частоты (УВЧ) 9 может быть выполнен на транзисторах или ЛБВ по известным схемам.The high frequency amplifier (UHF) 9 can be performed on transistors or TWT according to known schemes.
Гетеродин (Гт) 10 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам или на отражательном клистроне.The local oscillator (Gt) 10 can be performed on transistors according to known schemes or on a reflective klystron.
Стабилизатор частоты гетеродина (Ст) 11 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам.The oscillator frequency stabilizer (St) 11 can be performed on transistors according to known schemes.
Фазовый детектор (ФД) 12 может быть выполнен на диоде по известной схеме.The phase detector (PD) 12 can be performed on the diode according to the known scheme.
Делитель опорной частоты (Дfo) 13 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам.The reference frequency divider (Дfo) 13 can be performed on transistors according to known schemes.
Третья антенна 14 приемная с рабочей частотой генератора 1, поляризация ее излучений должна быть ортогональна поляризации излучения первой антенны 5. В качестве такой антенны может быть применена: рупорная, зеркальная и др. антенны. Антенна 14 устанавливается рядом с антенной 5. Электрическая ось антенны 14 устанавливается в направлении на объект измерения и находится в плоскости вращения объекта измерения 20.The
Фильтр опорной частоты (Фfo) 15 может быть выполнен на прямоугольном волноводе с резонансными диафрагмами или на коаксиальной линии передач П или Г-образным на индуктивностях и емкостях.The reference frequency filter (Фfo) 15 can be performed on a rectangular waveguide with resonant diaphragms or on a coaxial transmission line П or Г-shaped on inductors and capacitors.
Умножитель опорной частоты (Уfo) 16 может быть выполнен на диоде с фильтром частоты f излучений антенны 5.The reference frequency multiplier (Ufo) 16 can be performed on a diode with a filter of the frequency f of the radiation of the
Опоры системы мягкой подвески объекта измерения (СМП) 17 могут быть выполнены деревянными, металлическими или железобетонными и устанавливаются на земле в дальней зоне антенн 5, 6 и 14, вне диаграмм их направленности. Опоры 17 находятся на разных от антенн расстояниях так, что закрепленный на их верхушках несущий трос 18 в горизонтальной плоскости находится под острым углом к электрическим осям антенн.The supports of the soft suspension system of the measurement object (SMP) 17 can be made of wood, metal or reinforced concrete and are installed on the ground in the far zone of the
Несущий трос 18 СМП может быть выполнен стальным или из натуральных или синтетических волокон.The bearing
Стропы 19 и 22 крепления объекта могут быть выполнены из синтетических или натуральных волокон.The
Объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21, крепится стропами 19 к несущему тросу 18 СМП. Генератор опорного сигнала 21 устанавливается на поверхности объекта измерения сверху или снизу его, на оси вращения.The
Генератор опорного сигнала 21 с частотой излучения fo может быть выполнен, по аналогии с генератором сотового телефона, на транзисторах по известным схемам монохроматических генераторов радиоволн. Его частота fo должна быть кратна частоте f излучений антенны 5 или кратна доле этой частоты, равной обратному значению целых чисел.The generator of the
В качестве поворотного устройства 23 может быть применена карусель, к плечам которой крепятся нижние концы строп-оттяжек 22, а их верхние концы крепятся к объекту измерения 20, подвешенному стропами 19 к несущему тросу 18. Такое крепление обеспечивает вращение объектов синхронно с плечами поворотного устройства 23. Устройство 23 вращения объектов устанавливается на земле.As a
Работа устройствDevice operation
Измерение устройствами элементов матрицы рассеяния основано на облучении объекта измерения 20 ортогональной компонентой радиоволн выбранного поляризационного базиса с одновременным приемом на той же компоненты поляризации или ортогональной переизлучений объекта измерения (фиг.1-4). Фаза переизлучений объекта измерения 20 измеряется по отношению к фазе излучений генератора опорных сигналов 21, преобразованных в частоту сигнала генератора 1.Measurement by the devices of the elements of the scattering matrix is based on the irradiation of the
Работа первого варианта выполнения устройстваThe operation of the first embodiment of the device
Устройство первого варианта предназначено для измерения элемента: a·expiφxx или d·expiφyy матрицы рассеяния при параллельном приеме в выбранном поляризационном базисе, когда частота опорного сигнала кратна частоте генератора 1.The device of the first embodiment is designed to measure an element: a · expiφ xx or d · expiφ yy of the scattering matrix when parallel received in the selected polarization basis, when the frequency of the reference signal is a multiple of the frequency of the
Для измерении элемента матрицы рассеяния в дальней зоне антенн 5 и 6 на системе мягкой подвески с помощью строп 19 закрепляют объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 (фиг.1). Стропами 22 объект измерения соединяется с плечами устройства вращения 23.To measure the element of the scattering matrix in the far zone of
Для измерения элемента матрицы рассеяния в выбранном поляризационном базисе одной компоненты переизлучений объекта измерения 20, например, a·expiφxx, антенна 5 излучает с частотой f радиоволны с поляризацией, параллельной одному из ортов выбранного поляризационного базиса. Одновременно генератор опорного сигнала 21 излучает радиоволны с частотой fo, кратной частоте f.To measure the element of the scattering matrix in the selected polarization basis of one re-emission component of the
Антенна 5 принимает переизлучения объекта измерения излученной (параллельной) поляризации, которые фильтруются фильтром 4 и через боковое плечо НО 3 поступают на сигнальный вход смесителя 7, в котором преобразуются в промежуточную частоту, после чего эти сигналы поступают на входы амплитудного АД 8 и фазового ФД 12 детекторов. На выходе АД 8 появляется сигнал 
Антенна 6 принимает излучения опорного генератора 21, усилителем УВЧ 9 усиливаются, в делителе частоты 13 преобразуются в частоту f генератора 1, а во втором смесителе преобразуются в сигнал промежуточной частоты, который поступает на опорный вход ФД 12. Таким образом, на выходе ФД 12 появляется сигнал с фазой излучения объекта 20 относительно фазы опорного излучения генератора 21.
Для измерения второй параллельной компоненты излучении: Er,y=d·expiφyy·Ei,y, излучения антенны 5 должны быть с ортогональны излучениям антенны 5 описанного измерения.To measure the second parallel radiation component: Er, y = d · expiφ yy · Ei, y, the radiation of
Работа второго варианта выполнения устройстваThe second embodiment of the device
Устройство второго варианта предназначено для измерения элемента b·expiφxy или c·expiφyx матрицы рассеяния при ортогональном приеме в выбранном поляризационном базисе, когда частота опорного сигнала кратна частоте генератора 1.The device of the second embodiment is designed to measure the element b · expiφ xy or c · expiφ yx of the scattering matrix during orthogonal reception in the selected polarization basis, when the frequency of the reference signal is a multiple of the frequency of
Во втором варианте выполнения устройства (фиг.2) объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 крепится также, как и в первом варианте (фиг.1).In the second embodiment of the device (Fig. 2), the
Для измерения кроссового элемента матрицы рассеяния в выбранном поляризационном базисе компонента переизлучений объекта измерения 20, например, b·expiφxy, антенна 5 излучает радиоволны с частотой f c поляризацией, параллельной одному из ортов выбранного поляризационного базиса. Одновременно генератор опорного сигнала 21 излучает радиоволны с частотой fo, кратной частоте f.To measure the cross element of the scattering matrix in the selected polarization basis of the re-radiation component of the
Антенна 6 принимает излучения опорного генератора 21, которые усилителем УВЧ 9 усиливаются, в делителе частоты 13 преобразуются в частоту f генератора 1, а во втором смесителе преобразуются в сигнал промежуточной частоты, который поступает на опорный вход ФД 12. Таким образом, на выходе ФД 12, при наличии сигнала на его сигнальном входе, появляется сигнал с фазой излучения объекта 20 относительно фазы опорного излучения генератора 21.
Антенна 14 принимает компоненту переизлучения объекта измерения ортогональную излученной компоненте антенной 5, которые фильтруются фильтром 4 и поступают на сигнальный вход первого смесителя 7. В смесителе излучения преобразуются в сигналы промежуточной частоты и с его выхода поступают на входы амплитудного 8 и фазового 12 детекторов.
На выходе АД 8 появляется сигнал 
В радиолокационном случае элементы c·expiφyx и b·expiφxy равны. В случае разнесенного приема, когда приемная и передающая антенны в поперечном направлении удалены друг от друга, элемент матрицы рассеяния c·expiφyx измеряется, так же как и элемент b·expiφxy.In the radar case, the elements c · expiφ yx and b · expiφ xy are equal. In the case of diversity reception, when the receiving and transmitting antennas are transversely separated from each other, the element of the scattering matrix c · expiφ yx is measured, as well as the element b · expiφ xy .
Работа третьего варианта выполнения устройстваThe operation of the third embodiment of the device
Устройство первого варианта предназначено для измерения элемента: a·expiφxx или d·expiφyy матрицы рассеяния при параллельном приеме в выбранном поляризационном базисе, когда частота опорного сигнала составляет долю от частоты излучений антенны 5, кратную обратным значениям целых чисел (fo=f/n, где n=2, 3, 4, ...).The device of the first embodiment is designed to measure an element: a · expiφ xx or d · expiφ yy of the scattering matrix when parallel received in the selected polarization basis, when the frequency of the reference signal is a fraction of the radiation frequency of
В третьем варианте выполнения устройства (фиг.3) объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 крепится так же, как и в первом варианте (фиг.1).In the third embodiment of the device (Fig. 3), the
В дальней зоне антенн 5 и 6 на системе мягкой подвески закрепляют с помощью строп 19 объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 (фиг.3). Стропами 22 объект измерения соединяется с плечами устройства вращения 23.In the far zone of
Для измерения элемента матрицы рассеяния в выбранном поляризационном базисе одной компоненты переизлучений объекта измерения 20, например, a·expiφxx антенна 5 излучает с частотой f радиоволны с поляризацией, параллельной одному из ортов выбранного поляризационного базиса. Одновременно генератор опорного сигнала 21 излучает радиоволны с частотой fo, кратной доле частоты f, которая кратна обратным значения целых чисел.To measure the element of the scattering matrix in the selected polarization basis of one re-emission component of the
Антенна 5 принимает переизлучения объекта измерения излученной (параллельной) поляризации, которые фильтруются в фильтре 4 и через боковое плечо НО 3 поступают на сигнальный вход смесителя 7, в котором преобразуются в промежуточную частоту, после чего эти сигналы поступают на входы амплитудного АД 8 и фазового ФД 12 детекторов. На выходе АД 8 появляется сигнал
Для измерения второй параллельной компоненты излучения: Er,y=d·expiφyy-Ei,y, излучения антенны 5 должны быть ортогональны излучениям антенны 5 предыдущего измерения.To measure the second parallel radiation component: Er, y = d · expiφ yy -Ei, y, the radiation from
Работа четвертого варианта выполнения устройстваThe fourth embodiment of the device
Устройство четвертого варианта предназначено для измерения элемента: b·expiφxy или c·expiφyx матрицы рассеяния при ортогональном приеме в выбранном поляризационном базисе, когда частота опорного сигнала составляет долю от частоты излучений антенны 5, кратную обратным значениям целых чисел (fo=f/n, где n=2, 3, 4, ...).The device of the fourth variant is designed to measure the element: b · expiφ xy or c · expiφ yx of the scattering matrix for orthogonal reception in the selected polarization basis, when the frequency of the reference signal is a fraction of the radiation frequency of
В четвертом варианте выполнения устройства (фиг.4) объект измерения 20 с установленным на нем генератором опорного сигнала 21 крепится так же, как и в первом варианте (фиг.1).In the fourth embodiment of the device (Fig. 4), the
Для измерения элемента матрицы рассеяния в выбранном поляризационном базисе компоненты переизлучений объекта измерения 20, например, b·expiφxy, антенна 5 излучает с частотой f радиоволны с поляризацией, параллельной одному из ортов выбранного поляризационного базиса. Одновременно генератор опорного сигнала 21 излучает радиоволны с частотой fo, кратной доле частоты f, которая кратна обратным значения целых чисел.To measure the element of the scattering matrix in the selected polarization basis, the reradiation components of the
Антенна 6 принимает излучения опорного генератора 21, усилителем УВЧ 9 усиливаются, в умножителе частоты 16 преобразуются в частоту f генератора 1, а во втором смесителе преобразуются в сигнал промежуточной частоты, который поступает на опорный вход ФД 12. Таким образом, на выходе ФД 12, при наличии сигнала на его сигнальном входе, появляется сигнал, пропорциональный фазе излучения объекта 20 относительно фазы опорного излучения генератора 21.
Антенна 14 принимает компоненту переизлучения объекта измерения ортогональную излученной антенной 5, которые фильтруются фильтром 4 и поступают на сигнальный вход первого смесителя 7. В смесителе излучения преобразуются в сигналы промежуточной частоты и с его выхода поступают на входы амплитудного 8 и фазового 12 детекторов.
На выходе АД 8 появляется сигнал 
Калибровка измеренных амплитуд переизлучений объекта измеренияCalibration of the measured amplitudes of re-emissions of the measurement object
При необходимости, измеренные амплитуды излучений объекта измерений калибруются в значениях эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) по известной методике, например, с помощью эталонного объекта - металлического шара, ЭПР которого определяют расчетным путем. Для чего на место объекта измерения подвешивают металлический шар и измеряют его амплитуду переизлучений.If necessary, the measured amplitudes of the radiation of the measurement object are calibrated in the values of the effective scattering surface (EPR) by a known method, for example, using a reference object - a metal ball, the EPR of which is determined by calculation. For this, a metal ball is suspended in the place of the measurement object and its re-emission amplitude is measured.
ЭПР объекта измерения рассчитывают по формулам А, Б и В, полученным из пропорций:The ESR of the measurement object is calculated by the formulas A, B and C, obtained from the proportions:
где σyy, σxx и σух - ЭПР объекта, измеренные при параллельном и ортогональном приемах переизлучения объекта измерения радиоволн в выбранном поляризационном базисе;where σ yy , σ xx and σ yh are the ESR of the object, measured with parallel and orthogonal methods of re-radiation of the object of measurement of radio waves in the selected polarization basis;
Еyy, Еxx и Еyx - амплитуды сигналов в приемниках при параллельном и ортогональном приемах переизлучения объекта измерения радиоволн в том же поляризационном базисе;E yy , E xx and E yx are the amplitudes of the signals in the receivers for parallel and orthogonal methods of re-radiation of the object of measurement of radio waves in the same polarizing basis;
σш - теоретическое значение ЭПР металлического шара;σ W - theoretical value of the EPR of a metal ball;
Еш - амплитуда сигнала переизлучений металлического шара на выходе АД 8.E W - the amplitude of the re-emission signal of a metal ball at the output of
Первый способ измерения матрицы рассеянияThe first method of measuring the scattering matrix
Способ измерения элементов матрицы рассеяния основан на последовательном облучении объекта измерения 20 монохроматическими радиоволнами ортогональных компонент и приеме параллельных компонент переизлучений объекта измерения, измерении и регистрации их амплитуд и фаз.The method of measuring the elements of the scattering matrix is based on the sequential irradiation of the measurement object with 20 monochromatic radio waves of orthogonal components and the reception of parallel reemission components of the measurement object, measuring and recording their amplitudes and phases.
Способ измерения состоит в том, что объект измерения 20 размещают в свободном пространстве в дальней зоне двух установленных рядом антенн (фиг.1 и 3). Первая антенна 5 предназначена для облучения объекта измерения 20 и параллельного приема его переизлучений в выбранном поляризационном базисе. Вторая антенна 6 предназначена для приема монохроматических излучений генератора опорного сигнал 21, установленного на поверхности объекта измерения, так, что его излучатель находится в точке прохождения через поверхность оси вращения объекта. После чего, первой антенной 5 облучают объект измерения 20 радиоволнами одной ортогональной компоненты, одновременно излучают опорный сигнал, причем частота излучений опорного сигнала кратна частоте излучения первой антенны 5 или составляет ее долю, кратную обратным значениям целых чисел.The measurement method consists in the fact that the
Одновременно первой антенной 5 принимают параллельную компоненту переизлучений объекта измерения 20, измеряют и регистрируют амплитуду и фазу этой компоненты. Кроме того, одновременно второй антенной 6 принимают опорный сигнал, преобразуют его с помощью делителя или умножителя частоты в частоту излучений первой антенны. Фазу компоненты переизлучений объекта измерения, параллельную излученной компоненте, измеряют относительно фазы преобразованной частоты опорного сигнала.At the same time, the
Затем меняют поляризацию первой антенны 5 на другую ортогональную компоненту излучения выбранного поляризационного базиса и процесс измерения повторяют.Then the polarization of the
Второй способ измерения матрицы рассеянияThe second way to measure the scattering matrix
Способ измерения элемента матрицы рассеяния, основанный на облучении объекта измерения 20 монохроматическими радиоволнами выбранной поляризации, ортогональном приеме компоненты переизлучений объекта измерения, измерении и регистрации ее амплитуды и фазы.A method for measuring the element of a scattering matrix based on irradiation of the measurement object with 20 monochromatic radio waves of the selected polarization, orthogonal reception of the re-emissions component of the measurement object, measuring and recording its amplitude and phase.
Способ измерения состоит в том, что объект измерения 20 размещают в свободном пространстве в дальней зоне трех антенн 5, 6 и 14, установленных рядом (фиг.2 и 4). Первая антенна 5 предназначена для облучения объекта измерения. Вторая антенна 6 предназначена для приема монохроматических излучений генератора опорного сигнала 21, установленного на поверхности объекта измерения, так, что его излучатель находится в точке прохождения через поверхность оси вращения объекта. Третья антенна 14 предназначена для приема компоненты переизлучений объекта измерения, ортогональной компоненте излучений первой антенны 5. После чего первой антенной 5 облучают объект измерения 20 радиоволнами одной ортогональной компоненты, одновременно излучают опорный сигнал. Причем частота излучений опорного сигнала кратна частоте излучения первой антенны 5 или составляет ее долю, кратную обратным значениям целых чисел. Одновременно третьей антенной 14 принимают и измеряют и регистрируют амплитуду и фазу переизлучения объекта измерения. Кроме того, одновременно второй антенной 6 принимают опорный сигнал, преобразуют его частоту в частоту излучений первой антенны 5, а фазу переизлучений объекта измерения измеряют относительно фазы преобразованной частоты опорного сигнала.The measurement method consists in the fact that the
Предложенные способы измерения позволяют производить измерение элементов полной матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске в выбранном поляризационном базисе.The proposed measurement methods allow the measurement of the elements of the full scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension in the selected polarization basis.
Общие признаки изобретения способов и прототипаGeneral features of the invention of the methods and prototype
Облучение радиоволнами объекта измерения ортогональными составляющими излучений, при параллельном или ортогональном приеме, измерении и регистрации амплитуд и фаз компонент переизлучений объекта измерения.The radio waves of the measurement object with the orthogonal components of the radiation, with parallel or orthogonal reception, measurement and recording of the amplitudes and phases of the components of the re-emissions of the measurement object.
Общие признаки прототипа и первого варианта устройстваGeneral features of the prototype and the first embodiment of the device
Генератор монохроматических радиоволн, делитель мощности, направленный ответвитель, первая антенна, первый и второй смесители, гетеродин, стабилизатор частоты гетеродина, амплитудный и фазовый детекторы.Monochromatic radio wave generator, power divider, directional coupler, first antenna, first and second mixers, local oscillator, local oscillator frequency stabilizer, amplitude and phase detectors.
Генератор, основное плечо делителя мощности, основное плечо направленного ответвителя соединены последовательно, выход бокового плеча направленного ответвителя соединен с сигнальным входом первого смесителя, а его сигнальный выход соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, кроме того, выход гетеродина соединен с входами сигнала гетеродина смесителей, а выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора.The generator, the main arm of the power splitter, the main arm of the directional coupler are connected in series, the output of the side arm of the directional coupler is connected to the signal input of the first mixer, and its signal output is connected to the inputs of the amplitude and phase detectors, in addition, the output of the local oscillator is connected to the signal inputs of the local oscillator of the mixers, and the output of the second mixer is connected to the input of the reference signal of the phase detector.
Общие признаки прототипа и второго варианта устройстваCommon features of the prototype and the second variant of the device
Генератор монохроматических радиоволн, делитель мощности, первая антенна, первый и второй смесители, гетеродин, стабилизатор частоты гетеродина, амплитудный и фазовый детекторы.Monochromatic radio wave generator, power divider, first antenna, first and second mixers, local oscillator, local oscillator frequency stabilizer, amplitude and phase detectors.
Генератор соединен с входом делителя мощности, сигнальный выход первого смесителя соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, кроме того, выход гетеродина соединен с входами сигнала гетеродина смесителей, а выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора.The generator is connected to the input of the power divider, the signal output of the first mixer is connected to the inputs of the amplitude and phase detectors, in addition, the output of the local oscillator is connected to the inputs of the signal of the local oscillators of the mixers, and the output of the second mixer is connected to the input of the reference signal of the phase detector.
Общие признаки прототипа и третьего варианта устройстваCommon features of the prototype and the third version of the device
Генератор монохроматических радиоволн, делитель мощности, направленный ответвитель, первая антенна, первый и второй смесители, гетеродин, стабилизатор частоты гетеродина, амплитудный и фазовый детекторы.Monochromatic radio wave generator, power divider, directional coupler, first antenna, first and second mixers, local oscillator, local oscillator frequency stabilizer, amplitude and phase detectors.
Генератор, основное плечо делителя мощности, основное плечо направленного ответвителя и первая антенна соединены последовательно, выход бокового плеча направленного ответвителя соединен с сигнальным входом первого смесителя, а его сигнальный выход соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, кроме того, выход гетеродина соединен с входами сигнала гетеродина смесителей, а выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора.The generator, the main arm of the power splitter, the main arm of the directional coupler and the first antenna are connected in series, the output of the side arm of the directional coupler is connected to the signal input of the first mixer, and its signal output is connected to the inputs of the amplitude and phase detectors, in addition, the output of the local oscillator is connected to the signal inputs the local oscillator of the mixers, and the output of the second mixer is connected to the input of the reference signal of the phase detector.
Общие признаки прототипа и четвертого варианта устройстваCommon features of the prototype and the fourth version of the device
Генератор монохроматических радиоволн, делитель мощности, первую антенну, первый и второй смесители, гетеродин, стабилизатор частоты гетеродина, амплитудный и фазовый детекторы.Monochromatic radio wave generator, power divider, first antenna, first and second mixers, local oscillator, local oscillator frequency stabilizer, amplitude and phase detectors.
Выход генератора соединен с входом делителя мощности, выход бокового плеча которого соединен с входом сигнала генератора стабилизатора, сигнальный выход первого смесителя соединен с входами амплитудного и фазового детекторов, кроме того, выход гетеродина соединен с входами сигнала гетеродина смесителей, а его управляющие вход и выход соединены с управляющими выходом и входом стабилизатора, причем выход второго смесителя соединен с входом опорного сигнала фазового детектора.The output of the generator is connected to the input of the power divider, the output of the side arm of which is connected to the input of the signal of the generator of the stabilizer, the signal output of the first mixer is connected to the inputs of the amplitude and phase detectors, in addition, the output of the local oscillator is connected to the inputs of the signal of the local oscillators of the mixers, and its control input and output are connected with the control output and the input of the stabilizer, and the output of the second mixer is connected to the input of the reference signal of the phase detector.
Первый вариант выполнения устройстваThe first embodiment of the device
Генератор 1 выполнен монохроматического излучения с длиной волны 10 см (f=1000 мГц), мощностью 10 ватт. В качестве такого генератора применен генератор стандартных сигналов ГСС-104. В устройстве все линии передач выполнены на прямоугольном волноводе 10-сантиметрового диапазона волн.The
Генератор 21 опорного сигнала монохроматического излучения выполнен с частотой 3000 мГц.The
Делитель мощности 2 и направленный ответвитель 3 выполнены на прямоугольном волноводе с переходным ослабление 20 дБ и направленностью 10 и 30 дБ, соответственно. Боковое плечо направленного ответвителя 3 снабжено волноводной нагрузкой (авт. св. №559315, H01Р 1/24), которой можно компенсировать отражения от антенны 5 до уровня минус 60 дБ. Такая компенсация отражений от антенны, с учетом ее КСВН, обеспечивает развязку излучений антенны и отражений от них до 80-90 дБ.The
Фильтр 4 частоты f выполнен на прямоугольном волноводе с резонансными диафрагмами.
Антенна 5 выполнена рупорной, с прямоугольным поперечным сечением на входе с размерами апертуры в Е и Н плоскостях соответственно 1,5×0,75 м, ширина диаграммы направленности по первым нулям в Е плоскости 4°, в Н плоскости 8°. Антенна 5 установлена на высоте 6 м от поверхности земли. Эта антенна излучает и принимает волны одной поляризации.
Вторая антенна 6 выполнена рупорной с прямоугольным поперечным сечением на входе и прямоугольной апертурой с размерами в Е и Н плоскостях соответственно 0,6×0,3 м, ширина диаграммы направленности по первым нулям в Е плоскости 4°, в Н плоскости 8°. Антенна 6 установлена на высоте 6 м от поверхности земли, рядом с антенной 5. Эта антенна принимает излучения поляризации, согласованной с поляризацией излучений генератора опорного сигнала.The
Опоры 17 системы мягкой подвески имеют высоту 10 м и выполнены из деревянных телеграфных столбов, врытых в землю в дальней зоне антенн 5 и 6. Расстояние одной мачты до антенн равно 10 м, а до другой 12 м, расстояние между опорами 15 м. На верхушке одной опоры жестко закреплен один конец капронового каната 18, а другой его конец проходит через блок, установленный на верхушке другой опоры, и опускается до лебедки, установленной на земле. С помощью лебедки объект измерения поднимают вверх и опускают на землю. Объект измерения 20 прикрепляется к капроновому канату 18 парашютными стропами 19.
В качестве поворотного устройства 23 применена карусель с длиной плеч 1,5 м. Приводом вращения карусели служит синхронный электродвигатель с замедляющим червячным редуктором, обеспечивающим вращение карусели со скоростью пол-оборота в минуту.As a
Такие параметры устройств установки обеспечивают измерение объектов измерения с максимальной апертурой в Е-плоскости 1 м и в Н-плоскости 2 м.Such parameters of the installation devices provide measurement of measuring objects with a maximum aperture in the E-plane of 1 m and in the H-plane of 2 m.
Благодаря такому выполнению устройства изобретением достигается технический результат - измерение элементов матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, в линейном поляризационном базисе при параллельном приеме, когда частота опорного сигнала кратна частоте излучений антенны 5.Thanks to such an embodiment of the device, the invention achieves the technical result - measuring the elements of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, in a linear polarization basis with parallel reception, when the frequency of the reference signal is a multiple of the radiation frequency of the
Второй вариант выполнения устройстваThe second embodiment of the device
В этом варианте выполнения изобретения все блоки, имеющие номера первого варианта, выполнены так же, как в первом варианте, кроме антенны 5, которая выполнена передающей (фиг.2). Система мягкой подвески объекта измерения с генератором опорного сигнала выполнена тождественно первому варианту.In this embodiment, all blocks having the numbers of the first embodiment are made in the same way as in the first embodiment, except for the
Третья антенна 14 имеет параметры первой антенны 5, кроме поляризации излучения, которая ортогональна поляризации излучений антенны 5.The
Благодаря такому выполнению устройства изобретением достигается технический результат - измерение элемента матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, в линейном поляризационном базисе при ортогональном приеме, когда частота опорного сигнала кратна частоте излучений антенны 5.Thanks to such an embodiment of the device, the invention achieves the technical result - measuring the element of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, in a linear polarization basis with orthogonal reception, when the frequency of the reference signal is a multiple of the radiation frequency of the
Третий вариант выполнения устройстваThe third embodiment of the device
В этом варианте выполнения изобретения все блоки, имеющие номера первого варианта, выполнены так же, как в первом варианте (фиг.3). Система мягкой подвески объекта измерения с генератором опорного сигнала выполнена тождественно первому варианту.In this embodiment, all blocks having the numbers of the first embodiment are made in the same way as in the first embodiment (Fig. 3). The soft suspension system of the measurement object with the reference signal generator is identical to the first embodiment.
Третья антенна 14 имеет параметры первой антенны 5.The
Фильтр 15 сигнала опорной частоты fo выполнен на прямоугольном волноводе трехсантиметрового диапазона с резонансными диафрагмами.The
Умножитель опорной частоты (Уfo) 16 может быть выполнен на транзисторах по известным схемам.The reference frequency multiplier (Ufo) 16 can be performed on transistors according to known schemes.
Благодаря такому выполнению устройства изобретением достигается технический результат - измерение элемента матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, в выбранном линейном поляризационном базисе при параллельном приеме, когда частота опорного сигнала кратна частоте излучений антенны 5.Thanks to such an embodiment of the device, the invention achieves the technical result - measuring the element of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, in the selected linear polarization basis with parallel reception, when the frequency of the reference signal is a multiple of the frequency of the radiation of the
Четвертый вариант выполнения устройстваFourth Embodiment
В этом варианте выполнения изобретения все блоки, имеющие номера первого варианта, выполнены так же, как в первом вариант, кроме антенны 5, которая выполнена передающей (фиг.4). Система мягкой подвески объекта измерения с генератором опорного сигнала выполнена тождественно первому варианту.In this embodiment, all blocks having the numbers of the first embodiment are made in the same way as in the first embodiment, except for the
Третья антенна 14 имеет параметры первой антенны 5, кроме поляризации излучения, которая ортогональна поляризации излучений антенны 5.The
Благодаря такому выполнению устройства изобретением достигается технический результат - измерение элемента матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, в выбранном линейном поляризационном базисе при ортогональном приеме, когда частота опорного сигнала кратна доле частоты излучений антенны 5.Thanks to such an embodiment of the device, the invention achieves the technical result - measuring the element of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, in the selected linear polarization basis for orthogonal reception, when the frequency of the reference signal is a multiple of the fraction of the radiation frequency of
Реализация первого варианта способа измеренияThe implementation of the first variant of the measurement method
Объект измерения 20 размещают в свободном пространстве в дальней зоне двух установленных рядом антенн 5 и 6, для чего закрепляют его на несущем тросе 18 системы мягкой подвески (фиг.1). Первая антенна 5 предназначена для облучения объекта измерения 20 монохроматическими радиоволнами и параллельного приема (передача и прием радиоволн одинаковых поляризаций) переизлучений объекта измерений. Вторая антенна 6 предназначена для приема монохроматических излучений генератора опорного сигнала 21, закрепленного на поверхности объекта измерения 20 в точке прохождения через нее оси вращения объекта. При таком закреплении на объекте генератора опорного сигнала фаза его излучений во время измерения относительно оси вращения объекта измерения не меняется.The
После закрепления объекта измерения 20 в дальней зоне антенн 5 и 6 антенной 5 облучают объект измерения 20 радиоволнами вертикальной компоненты, одновременно излучают опорный сигнал с помощью генератора опорного сигнала 21.After fixing the
Частота излучений опорного сигнала в три раза больше частоты излучения антенны 5 (третья гармоника излучений антенны 5).The radiation frequency of the reference signal is three times higher than the radiation frequency of the antenna 5 (the third harmonic of the radiation of the antenna 5).
Одновременно антенной 5 принимают, измеряют и регистрируют амплитуду и фазу вертикальной компоненты переизлучений объекта измерения. Эта амплитуда пропорциональна модулю «d» элемента матрицы рассеяния d·expiφyy.At the same time, the
Одновременно антенной 6 принимают опорный сигнал, с помощью делителя 13 преобразуют его частоту в частоту излучений антенны 5, фазу φyy переизлучений объекта измерения 20 измеряют относительно фазы преобразованной частоты опорного сигнала.At the same time, the
Затем изменяют поляризацию антенны 5 с вертикальной на горизонтальную путем поворота вокруг ее электрической оси и процесс измерения повторяют для другого элемента a·expiφxx матрицы рассеяния.Then, the polarization of the
Этот способ измерения позволяет производить измерение элементов матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, при параллельном приеме в линейном поляризационном базисе.This measurement method allows you to measure the elements of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, with parallel reception in a linear polarizing basis.
Реализации второго варианта способа измеренияImplementation of the second variant of the measurement method
Объект измерения 20 размещают в свободном пространстве в дальней зоне трех установленных рядом антенн 5, 6 и 14, для чего закрепляют объект на несущем тросе 18 системы мягкой подвески (фиг.2).The
Антенна 5 предназначена для облучения объекта измерения 20 монохроматическими радиоволнами вертикальной поляризации излучения. Антенна 6 предназначена для приема монохроматических излучений генератора опорного сигнала 21, закрепленного на поверхности объекта измерения 20 в точке прохождения через поверхность оси вращения объекта. Антенна 14 предназначена для приема горизонтальной компоненты переизлучений объекта измерения 20.
После закрепления объекта измерений 20 в дальней зоне антенн 5, 6 и 14 антенной 5 облучают объект измерения 20 радиоволнами вертикальной компоненты излучений. Одновременно излучают опорный сигнал с помощью генератора опорного сигнала 21, установленного на поверхности объекта 20 в точке пересечения поверхности осью вращения объекта. Частота излучений опорного сигнала в три раза больше частоты излучения антенны 5 (третья гармоника излучений антенны 5). Одновременно антенной 14 принимают, измеряют и регистрируют амплитуду и фазу горизонтальной поляризации переизлучений объекта измерения 20. Эта амплитуда пропорциональна модулю «с» элемента матрицы рассеяния c·expiφyx. Также одновременно антенной 6 принимают опорный сигнал, с помощью делителя 13 преобразуют его частоту в частоту излучений первой антенны 5, а фазу φyx переизлучений объекта измерения измеряют относительно фазы преобразованной частоты опорного сигнала.After fixing the
Этот способ измерения позволяет производить измерение элемента матрицы рассеяния объекта измерения, закрепленного на мягкой подвеске, при ортогональном приеме в линейном поляризационном базисе.This measurement method allows you to measure the element of the scattering matrix of the measurement object, mounted on a soft suspension, with orthogonal reception in a linear polarizing basis.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138018/09A RU2331896C1 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Method and device for scattering matrix measuring (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138018/09A RU2331896C1 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Method and device for scattering matrix measuring (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006138018A RU2006138018A (en) | 2008-05-10 |
| RU2331896C1 true RU2331896C1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138018/09A RU2331896C1 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Method and device for scattering matrix measuring (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331896C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623178C1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-06-22 | Георгий Галиуллович Валеев | Device for measuring effective scattering surface of radar objects in far antenna zone |
| RU2638559C1 (en) * | 2017-02-03 | 2017-12-14 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Method of measurement of object polarization scattering matrix with distortion compensation |
| RU2783473C1 (en) * | 2021-11-23 | 2022-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Installation for measuring matrix of non-reciprocal backscattering of objects |
-
2006
- 2006-10-30 RU RU2006138018/09A patent/RU2331896C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623178C1 (en) * | 2016-04-11 | 2017-06-22 | Георгий Галиуллович Валеев | Device for measuring effective scattering surface of radar objects in far antenna zone |
| RU2638559C1 (en) * | 2017-02-03 | 2017-12-14 | Акционерное общество "Государственный Рязанский приборный завод" | Method of measurement of object polarization scattering matrix with distortion compensation |
| RU2783473C1 (en) * | 2021-11-23 | 2022-11-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" | Installation for measuring matrix of non-reciprocal backscattering of objects |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006138018A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105699494B (en) | Millimeter wave hologram three-dimensional image-forming detecting system and method | |
| Rudolf et al. | A mobile and versatile SAR system | |
| US8570038B2 (en) | Long range detection of explosives or contraband using nuclear quadrupole resonance | |
| CN105607056A (en) | Human body security check system and method | |
| RU2432583C1 (en) | Method of searching for, detecting and recognising electronic devices with semiconductor elements | |
| CN109521408A (en) | A kind of automatic testing equipment for weather radar | |
| WO2008151141A1 (en) | Non-contact measurement system for accurate measurement of frequency and amplitude of mechanical vibration | |
| CN105699493B (en) | High ferro nondestructive detection system and method | |
| JP2003517615A (en) | Acquisition method of underground image using soil permeation radar | |
| US7609164B2 (en) | Radio tag evaluation system and method | |
| CN105606630B (en) | Tub nondestructive detection system and method | |
| JP5568237B2 (en) | 3D position estimation system and dipole array antenna | |
| RU2331896C1 (en) | Method and device for scattering matrix measuring (versions) | |
| Ohta et al. | Anomalous excitation of Schumann resonances and additional anomalous resonances before the 2004 Mid-Niigata prefecture earthquake and the 2007 Noto Hantou Earthquake | |
| Pursula et al. | Antenna effective aperture measurement with backscattering modulation | |
| US20140334284A1 (en) | Transmitter and receiver for wireless communication using revolution division multiplexing, and signal transmission and reception method thereof | |
| Walkenhorst et al. | Characterization of a photonics e-field sensor as a near-field probe | |
| JP2003133835A5 (en) | ||
| RU2359284C1 (en) | Radar signal phase measuring method | |
| RU2338218C2 (en) | Method and device of scattering matrix measurement | |
| RU2331895C1 (en) | Method and device for scattering matrix measuring | |
| Fenton et al. | Some aspects of benchmarking high frequency radiated emissions from wireline communications systems in the near and far fields | |
| CN105629230B (en) | Battlefield vehicle nondestructive detection system and method | |
| CN105699968B (en) | Naval vessel nondestructive detection system and method | |
| RU2101717C1 (en) | Method for measurement of effective scattering area and device which implements said method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111031 |