RU2335779C2 - Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2335779C2
RU2335779C2 RU2006119129/09A RU2006119129A RU2335779C2 RU 2335779 C2 RU2335779 C2 RU 2335779C2 RU 2006119129/09 A RU2006119129/09 A RU 2006119129/09A RU 2006119129 A RU2006119129 A RU 2006119129A RU 2335779 C2 RU2335779 C2 RU 2335779C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna
measuring
attenuator
measured
gain
Prior art date
Application number
RU2006119129/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006119129A (ru
Inventor
Анатолий Александрович Хрусталев (RU)
Анатолий Александрович Хрусталев
Original Assignee
Анатолий Александрович Хрусталев
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 Анатолий Александрович Хрусталев filed Critical Анатолий Александрович Хрусталев
Priority to RU2006119129/09A priority Critical patent/RU2335779C2/ru
Publication of RU2006119129A publication Critical patent/RU2006119129A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2335779C2 publication Critical patent/RU2335779C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области антенных измерений. Технический результат состоит в повышении точности измерений за счет понижения измеряемого уровня. Измерение в диапазоне частот позволяет снять влияние переотражений и осуществлять работы в закрытых павильонах с переотражениями. В изобретении осуществляют перевод переключателей из одного направления в другое и перестраивают генератор по частоте. Таким образом, обеспечивается практически одновременное измерение эталонного и измеряемого аттенюаторов при одинаковом уровне мощности и неизменных параметрах измерительного приемника. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области антенных измерений, преимущественно к измерениям коэффициента усиления переносных антенн (6G01R 29/10).
Известен «Способ измерения коэффициента усиления зеркальной антенны» [1]. В основе способа заложен перенос фокуса обмеряемой антенны и эталонной в зону Френеля и измерение в точке фокусировки принятой мощности. Коэффициент усиления антенны GA находят по формуле
Figure 00000002
где GЭ - коэффициент усиления эталонной антенны, измеренные мощности излучения PA - обмеряемой антенны, РЭ - эталонной антенны.
Перенос фокуса антенны в зону Френеля осуществляют путем установки перед облучателем диэлектрической линзы.
К недостаткам способа можно отнести:
- способ не может быть использован для двухзеркальных антенн;
- способ не позволяет проконтролировать область, прилегающую к границе зеркала;
- невысокую точность измерения, т.к. она определяется точностью измерения мощности.
Другое известное изобретение: «Способ измерения коэффициента усиления линейно-поляризованных антенн» [2].
В изобретении также используется сравнение обмеряемой антенны с эталонной. В способе используется генератор, передающая антенна, приемная обмеряемая антенна, замещающая ее эталонная, измеритель мощности. С целью устранения ошибок, вызванных переотражениями, приемную и передающую антенны устанавливают под углом 45° относительно пола и боковых стен в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей антенны. Находят максимум излучения и приема, измеряют мощность PA и РЭ. Находят коэффициент усиления антенны по формуле
Figure 00000003
Точность измерения может увеличиться. Однако это увеличение зависит от неперпендикулярности сторон камеры, состояния отражающих поверхностей и т.д. Все эти факторы остаются безконтрольными. К недостаткам способа следует отнести и необходимость разборки и сборки стенда. Кроме того, точность измерений ограничена точностью измерения мощности.
Известен способ, принятый за прототип [3, стр.270], в котором также используется метод замещения. Коэффициент усиления антенны находится как
Figure 00000004
В этом способе уменьшение влияния на результат измерений отражений от земли находят путем усреднения замеров, полученных при изменении высоты эталонной антенны.
К недостаткам способа относятся большие ошибки измерения мощности, необходимость разборки, сборки стенда для попеременной установки измеряемой и эталонной антенны, высокая трудоемкость.
Кроме того, способ не позволяет учесть отражения от стен камеры, расстояние до которых при изменении высоты не изменяется.
Во всех рассмотренных выше изобретениях измеряется частное от деления РA на РЭ. Относительная погрешность измерения [4] при этом будет
Figure 00000005
. Измерения обмеряемой антенны и эталона приняты независимыми, т.к. они производятся в существенно разное время. При использовании генератора типа Г4-108 ошибка достигает ±24% без учета влияния переображений в камере. Последнее особенно сильно влияет на результат при обмере эталонной антенны. Как правило, это рупор с более широкой диаграммой, чем у обмеряемой антенны.
Сущность изобретения состоит из решения ряда задач. Рассмотрим их:
1. Повышение точности измерения коэффициента усиления антенны путем исключения измерения абсолютной величины мощности.
Коэффициент усиления в изобретении рассчитывают по формуле
Figure 00000006
где LA1 - показания измерительного аттенюатора с установленной в стенде обмеряемой антенной,
LA2 - показания измерительного аттенюатора при замещении обмеряемой и передающей антенн постоянным аттенюатором,
LЭ1 - показания измерительного аттенюатора с установленной в стенде эталонной антенной,
LЭ2 - показания измерительного аттенюатора при замещении передающей и эталонной антенн постоянным аттенюатором.
При этом измерение пары значений производят при одинаковых показаниях измерительного приемника (нуль-орган) и неизменной мощности на выходе генератора. Последнее обеспечивается практически одновременным замером каждой пары LA1 и LA2 или LЭ1 и LЭ2.
2. Повышение точности измерений за счет использования начальной (растянутой) зоны измерительного аттенюатора.
Это качество достигается за счет установки между входами вторых направлений переключателей постоянного аттенюатора 9 с затуханием, близким по значению затуханию тракта передающая антенна-обмеряемая антенна.
3. Повышение точности измерения коэффициента усиления эталонной антенны за счет учета любых переотражений в камере (от пола, потолка, стен) путем измерения коэффициента усиления по точкам в диапазоне частот и усреднения результата.
4. Понижение трудоемкости достигается за счет простоты рабочих операций: перевод переключателя из одного в другое положение и перестройка генератора по частоте.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, приведено на фигуре 1. Генератор 1 через измерительный аттенюатор 2 и переключатель на два направления 7 подключен к передающей антенне 3. Выход эталонной 4 (обмеряемой 5) антенны через переключатель на два направления 8 подключен к измерительному приемнику (нуль-органу) 6. На фигуре 1 переключатели 7 и 8 стоят в «1» направлении, переключаются они синхронно. Выходы вторых направлений переключателей соединены между собой через перемычку либо через аттенюатор с постоянным затуханием 9, близким по величине коэффициенту затухания тракта передающая антенна - обмеряемая антенна. Аттенюатор 9 может не устанавливаться в стенд, что упростит его, но при этом возрастут ошибки измерения за счет ухудшения точности измерительного аттенюатора в области больших измеряемых величин. Принимающие антенны устаналиваются на поворотное устройство 10.
Коэффициент усиления обмеряемой антенны GA(f) на установленной частоте находят по формуле
Figure 00000007
Благодаря тому, что здесь используются не абсолютные значения мощностей, а частное от их деления, можно формулу переписать, представив ее в виде
Figure 00000008
где постоянная
Figure 00000009
- это характеристика стенда с эталонной антенной в данном (фиксированном поворотным стендом 10) направлении, в котором производятся замеры. Эту величину можно использовать, не измеряя повторно, длительное время. Например, в течение полугода, измеряя ее только при изменениях, внесенных в стенд или камеру.
Для измерения коэффициента В в стенд устанавливается эталонная антенна 4, переключатели 7 и 8 устанавливаются в положение «1». Осуществляют оптическую юстировку (совмещение строительных осей) передающей и эталонной антенн. Запоминается положение антенны на шкалах поворотного устройства.
Генератор настраивается на частоту F1, на выходе измерительного приемника 6 измерительным аттенюатором 2 устанавливается значение А, записывается показание аттенюатора LЭ1. Переключатели 7 и 8 устанавливаются в положение «2», измерительным аттенюатором на выходе измерительного приемника устанавливается значение А, записывается значение LЭ2. Находим значение B1 для частоты F1
В1(дБ)=LЭ1-LЭ2+GЭ.
Генератор последовательно перестраивается в точки 2, 3...n, находят соответствующие им значения В, по ним строится кривая В=f(F). В построенной периодической функции находят Вmax и Bmin (максимальное и минимальное значение), переводят их из дБ в разы, извлекают из них квадратные корни. Находят их среднеарифметическое значение и возводят его в квадрат. Таким образом находят значение В, свободное от переотражений.
Figure 00000010
Устанавливают в поворотное устройство обмеряемую антенну по запомненным положениям шкал поворотного устройства (при необходимости юстируют стенд).
По описанной выше методике измеряют коэффициент усиления антенны, пользуясь формулой
GA(F) дБ=LA2-LA1+В.
Строят кривую GA=f(F) дБ, сравнивают ее с ожидаемой. Обнаружив периодическую кривую, вызванную переотражением, компенсируют их.
Настоящее изобретение внедрено в серийное производство. Стенд обслуживает один человек. Время на измерение коэффициента усиления на 8 точках занимает ~40 мин. Ошибки измерения множества антенн вместе с технологическим разбросом изготовления двухзеркальной антенны составили ±7% (±0,3 дБ).
При этом в процессе внедрения расчетным путем были получены кривые переотражений (периодические функции) для различных значений разности хода прямого и переотраженного луча (фигура 2).
A=f(ΔL).
По совпадению формы измеренной кривой с формой периодической кривой (верхняя кривая) было обнаружено, что расстояние между зеркалами выбрано не оптимально. В полуметре от антенны не было переотражателей (все поворотное устройство было закрыто поглощающим материалом). Расстояние между зеркалами было оптимизировано, частотная характеристика выравнена.
Источники информации
1. «Способ измерения коэффициента усиления зеркальных антенн» Патент RU 2069864 С1. Бюллетень №33 от 27.11.96
2. «Способ измерения коэффициента усиления линейно-поляризованных антенн» Патент SU 1167543 А. Бюллетень №26 от 15.07.85.
3. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. А.З.Фрадин, Е.В.Рыжков. Связь. Москва, 1972 г.
4. Обработка результатов наблюдений О.Н.Касандрова, В.В.Лебедев. Наука. Москва 1970 г.

Claims (2)

1. Способ измерения коэффициента усиления измеряемой антенны методом сравнения с эталонной приемной антенной на стенде с использованием передающей антенны, измерительного приемника, например нуль-органа, и генератора с измерительным аттенюатором на его выходе, отличающийся тем, что в стенд устанавливают эталонную приемную антенну, снимают показание измерительного аттенюатора LЭ1, замещают передающую и эталонную приемную антенну измерительным аттенюатором путем синхронного переключения измерительного аттенюатора на измерительный приемник и снимают его показание LЭ2, вычисляют коэффициент
Figure 00000011
, где GЭ - коэффициент усиления эталонной приемной антенны, повторяют измерения по точкам частотного диапазона, по полученным значениям строят периодическую кривую зависимости коэффициента Bi от частоты, по периодической кривой находят максимальное Вmax и минимальное Bmin значения и по формуле В=(Вmax+Bmin)/2 находят свободный от переотражений коэффициент В, далее устанавливают в стенд вместо эталонной приемной антенны измеряемую приемную антенну и снимают показание измерительного аттенюатора LA1, замещают передающую и измеряемую приемную антенны упомянутым измерительным аттенюатором путем синхронного переключения измерительного аттенюатора на измерительный приемник и снимают его показание LA2, вычисляют коэффициент измеряемой антенны
Figure 00000012
.
2. Устройство для измерения коэффициента усиления измеряемой антенны методом сравнения с эталонной антенной, содержащее генератор с измерительным аттенюатором на выходе, передающую антенну, измеряемую антенну, эталонную антенну, измерительный приемник, например нуль-орган, отличающееся тем, что в него введены два синхронных переключателя, каждый на два направления, первый переключатель подключен к измерительному аттенюатору, а первое направление первого синхронного переключателя подключено к выходу передающей антенны, второй синхронный переключатель подключен к измерительному приемнику, а первое направление второго переключателя подключено к выходу эталонной или измеряемой антенны, при этом вторые направления синхронных переключателей соединены между собой через перемычку или постоянный аттенюатор.
RU2006119129/09A 2006-06-01 2006-06-01 Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления RU2335779C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119129/09A RU2335779C2 (ru) 2006-06-01 2006-06-01 Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006119129/09A RU2335779C2 (ru) 2006-06-01 2006-06-01 Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006119129A RU2006119129A (ru) 2007-12-27
RU2335779C2 true RU2335779C2 (ru) 2008-10-10

Family

ID=39018243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006119129/09A RU2335779C2 (ru) 2006-06-01 2006-06-01 Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335779C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570104C1 (ru) * 2014-05-12 2015-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Устройство для измерения коэффициента усиления антенн в натурных условиях
RU2599901C1 (ru) * 2015-06-18 2016-10-20 Георгий Галиуллович Валеев Антенна полигона для измерения радиолокационных характеристик целей в зоне френеля
RU2690721C1 (ru) * 2018-02-05 2019-06-05 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ определения коэффициента направленного действия антенны

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФРАДИН А.З., РЫЖКОВ Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. - М.: Связь, 1972, с.264, рис.10.4. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2570104C1 (ru) * 2014-05-12 2015-12-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Устройство для измерения коэффициента усиления антенн в натурных условиях
RU2599901C1 (ru) * 2015-06-18 2016-10-20 Георгий Галиуллович Валеев Антенна полигона для измерения радиолокационных характеристик целей в зоне френеля
RU2690721C1 (ru) * 2018-02-05 2019-06-05 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ определения коэффициента направленного действия антенны

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006119129A (ru) 2007-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103308004B (zh) 一种激光直线度和位移的测量装置
CN102230788B (zh) 一种自校准型激光收发光轴平行度测量装置及方法
CN107783087B (zh) 球面相控阵天线近场通道标校链路的自校正方法
CN202133379U (zh) 一种自校准型激光收发光轴平行度测量装置
CN111458696B (zh) 手持式激光测距仪示值误差的校准方法
RU2335779C2 (ru) Способ измерения коэффициента усиления антенны методом сравнения с эталонной антенной и устройство для его осуществления
CN110411479B (zh) 一种激光垂准仪数字化校准系统及应用
CN102393513A (zh) 一种基于自然分布场景和稀少定标器的极化定标技术
CN109579779A (zh) 高精度高频响抗干扰大工作距自准直装置与方法
CN103292687A (zh) 激光回馈干涉仪
CN113465520A (zh) 实现透明材料厚度和倾斜角度测量的系统及方法
US6320538B1 (en) Method and apparatus for calibrating an electronically scanned reflector
CN107102338B (zh) 调频连续波激光测距中激光器跳模影响的抑制方法
Ulich Millimeter wave radio telescopes: Gain and pointing characteristics
US20200158826A1 (en) Distance measuring apparatus with high signal dynamics and a reference light path matched thereto
CN106840391B (zh) 宽波段、大量程激光功率计检定装置
CN103162830B (zh) 包含参考光束的垂直入射光谱仪及光学测量系统
Song et al. Accurate gain calibration for a WR10 standard gain horn (SGH) using the three-antenna extrapolation technique
CN104697439A (zh) 一种多光束阶梯平面角反射镜激光干涉仪
CN107941469A (zh) 一种等边三棱镜顶角偏差测量方法
Henault et al. Effects of mutual coupling on the accuracy of adcock direction finding systems
CN113204127A (zh) 一种离轴抛物面镜组的装调方法
CN107643162B (zh) 一种双光栅焦距测量仪的标定方法
JP2003188641A (ja) 反射鏡アンテナの鏡面精度測定装置および鏡面制御システム
CN104697441A (zh) 一种多光束级联阶梯角反射镜激光干涉仪

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090514

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090602