RU2442181C1 - Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems - Google Patents

Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems Download PDF

Info

Publication number
RU2442181C1
RU2442181C1 RU2010132375/07A RU2010132375A RU2442181C1 RU 2442181 C1 RU2442181 C1 RU 2442181C1 RU 2010132375/07 A RU2010132375/07 A RU 2010132375/07A RU 2010132375 A RU2010132375 A RU 2010132375A RU 2442181 C1 RU2442181 C1 RU 2442181C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
finding
antenna
outputs
inputs
microwave
Prior art date
Application number
RU2010132375/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Стефанович Столбовой (RU)
Валерий Стефанович Столбовой
Леонид Степанович Турко (RU)
Леонид Степанович Турко
Павел Владимирович Залётин (RU)
Павел Владимирович Залётин
Original Assignee
ОАО "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ" filed Critical ОАО "Московский научно-исследовательский институт "АГАТ"
Priority to RU2010132375/07A priority Critical patent/RU2442181C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442181C1 publication Critical patent/RU2442181C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio. ^ SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and it can be used in radio engineering testing for antenna-fairing systems. The technical result is to increase accuracy by means of eliminating errors introduced by the amplitude and phase instability of flexible microwave cable and microwave components, with simplifying a design of the measuring system for ratio between the differential signal and the total signal. This is achieved by adding to the well-known instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems, which contain the fairing comprising swivel stand with bearing installed on the antenna, fairing and the rotation angle sensor for fairing, measurement channels and signal processing unit; connected in the formation of the options, the inputs connected to outputs of sample and hold devices, the block determining the expansion coefficients of direction-finding characteristics for the various options and choosing the optimal pack option, it's outputs are connected to the inputs of the block-making system of n-linear equations for the characteristics of the direction behavior, with microwave detectors measuring the relationship of the difference signal to the total signal directly connected to the outputs of direction-finding antenna. ^ EFFECT: improving the accuracy of measurement of direction-finding antenna system performance-fairing. ^ 1 dwg, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях систем антенна-обтекатель (А-О).The invention relates to radio engineering and can be used in radio engineering tests of antenna-fairing (A-O) systems.

Известно устройство для измерения пеленгационных характеристик систем А-О, содержащее поворотный стенд с антенной и обтекателем, измеритель отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, содержащий СВЧ детекторы, на выходе которого формируется отношение разностного сигнала к суммарному сигналу [Столбовой В.С., Крицын В.А. Устройство для измерения радиотехнических характеристик систем антенна-обтекатель. Описание к патенту RU 2133478 C1, 23.10.1997].A device is known for measuring direction-finding characteristics of A-O systems, comprising a rotary stand with an antenna and a cowl, a difference signal to total signal ratio meter containing microwave detectors, the output of which is the difference signal to total signal ratio [Stolbovoi VS, Kritsyn V .BUT. Device for measuring the radio characteristics of radome antenna systems. Description to patent RU 2133478 C1, 10.23.1997].

Известен также измеритель пеленгационных характеристик систем А-О, содержащий поворотный стенд с установленными на нем пеленгационной антенной, обтекателем и датчиком угла поворота обтекателя, причем выход датчика угла поворота обтекателя подключен к угломерному входу регистрирующего прибора, последовательно соединенные СВЧ генератор и СВЧ переключатель, измерительные каналы, каждый из которых содержит вспомогательную антенну, вход которой подключен к выходу СВЧ переключателя, и устройство выборки и хранения, измеритель отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, содержащий СВЧ детекторы, причем выход измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу подключен к входам устройств выборки и хранения, а также управитель, выходы которого подключены к управляющему входу СВЧ переключателя и к управляющим входам устройств выборки и хранения, блок решения системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики (где n - количество измерительных каналов, при этом n>2), выходы которого соединены с входами регистрирующего прибора и блок вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики, входы которого подключены ко вторым выходам блока решения системы n-линейных уравнений пеленгационной характеристики, а выход к входу пеленгационной ошибки регистрирующего прибора [Столбовой В.С. Измеритель пеленгационных характеристик системы антенна-обтекатель. Описание к патенту RU 2287834 C1, 14.06.2005] - прототип.A measuring instrument for direction-finding characteristics of A-O systems is also known, comprising a rotary stand with a direction-finding antenna, a cowl and a cowl angle sensor, the output of the cowl angle sensor being connected to an angular input of the recording device, a microwave generator and a microwave switch connected in series, measuring channels , each of which contains an auxiliary antenna, the input of which is connected to the output of the microwave switch, and a sampling and storage device, a ratio meter a difference signal to the total signal containing microwave detectors, and the output of the difference signal to total signal ratio meter connected to the inputs of the sampling and storage devices, as well as a controller whose outputs are connected to the control input of the microwave switch and to the control inputs of the sampling and storage devices, a decision block systems of n-linear equations for direction-finding characteristic (where n is the number of measuring channels, n> 2), the outputs of which are connected to the inputs of the recording device and the calculation unit ornya equation of degree n-1 to DF characteristics, the inputs of which are connected to the second output of the solutions of the system of linear equations n-DF characteristics, and the output to the input of the error recording apparatus DF [Stolbovoy VS Direction finding meter for the radome antenna system. Description to patent RU 2287834 C1, 06/14/2005] - a prototype.

Недостатками известных устройств являются: во-первых, низкая точность измерений, обусловленная погрешностями, вносимыми амплитудно-фазовыми нестабильностями СВЧ элементов, включаемых между выходами пеленгационной антенны и входами СВЧ детекторов, и, во вторых, техническая сложность и громоздкость конструкции измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, обусловленная необходимостью применения большого количества СВЧ элементов.The disadvantages of the known devices are: firstly, the low measurement accuracy due to errors introduced by the amplitude-phase instabilities of the microwave elements included between the outputs of the direction-finding antenna and the inputs of the microwave detectors, and secondly, the technical complexity and cumbersome design of the meter of the ratio of the differential signal to the total signal due to the need to use a large number of microwave elements.

Основным источником амплитудно-фазовых нестабильностей являются гибкие СВЧ кабели, соединяющие выходы пеленгационной антенны с входами измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, так как при изгибах СВЧ кабелей в процессе прокачки испытуемого обтекателя, установленного на поворотном устройстве, меняется амплитуда и фаза коэффициента прохождения каждого СВЧ кабеля. Другим источником амплитудно-фазовых нестабильностей являются СВЧ элементы, включаемые между выходами пеленгационной антенны и входами СВЧ детекторов измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, так как стабильность амплитуды и фазы, проходящих через них сигналов зависит от воздействия окружающей среды, питающих напряжений и других факторов. Наличие упомянутых СВЧ элементов приводит к технической сложности и громоздкости конструкции измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, следствием чего является невозможность его подключения непосредственно к выходам пеленгационной антенны, ввиду невозможности размещения измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу на корпусе пеленгационной антенны. Именно этим фактором обусловлена необходимость применения в известных устройствах гибких СВЧ кабелей, соединяющих выходы пеленгационной антенны с входами измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу.The main source of amplitude-phase instabilities are flexible microwave cables connecting the outputs of the direction-finding antenna with the inputs of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal, since when the microwave cables are bent during pumping of the test fairing installed on the rotary device, the amplitude and phase of the transmission coefficient of each microwave vary cable. Another source of amplitude-phase instabilities are microwave elements included between the outputs of the direction-finding antenna and the inputs of the microwave detectors of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal, since the stability of the amplitude and phase of the signals passing through them depends on the influence of the environment, supply voltages, and other factors. The presence of the aforementioned microwave elements leads to the technical complexity and cumbersome design of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal, which results in the impossibility of its connection directly to the outputs of the direction-finding antenna, due to the inability to place the meter of the ratio of the difference signal to the total signal on the body of the direction-finding antenna. It is this factor that necessitates the use of flexible microwave cables in the known devices that connect the outputs of the direction-finding antenna with the inputs of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения за счет устранения погрешностей, вносимых амплитудно-фазовыми нестабильностями гибких СВЧ кабелей и СВЧ элементов с одновременным упрощением конструкции измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу.The aim of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating errors introduced by amplitude-phase instabilities of flexible microwave cables and microwave elements while simplifying the design of the meter of the ratio of the differential signal to the total signal.

Указанная цель достигается за счет того, что в известный измеритель пеленгационных характеристик систем А-О, содержащий поворотный стенд с установленными на нем пеленгационной антенной, обтекателем и датчиком угла поворота обтекателя, причем выход датчика угла поворота обтекателя подключен к угломерному входу регистрирующего прибора, последовательно соединенные СВЧ генератор и СВЧ переключатель, измерительные каналы, каждый из которых содержит вспомогательную антенну, вход которой подключен к выходу СВЧ переключателя, и устройство выборки и хранения, измеритель отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, содержащий СВЧ детекторы, причем выход измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу подключен к входам устройств выборки и хранения измерительных каналов, а также управитель, выходы которого подключены к управляющему входу СВЧ переключателя и к управляющим входам устройств выборки и хранения, блок решения системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики (где n - количество измерительных каналов, при этом n>2), выходы которого соединены с входами регистрирующего прибора, и блок вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики, входы которого подключены ко вторым выходам блока решения системы n-линейных уравнений пеленгационной характеристики, а выход к входу пеленгационной ошибки регистрирующего прибора, дополнительно введены последовательно соединенные блок формирования вариантов, входы которого подключены к выходам устройств выборки и хранения, блок определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов и блок выбора оптимального варианта, выходы которого соединены с входами блока решений системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики, при этом СВЧ детекторы измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу подключены непосредственно к выходам пеленгационной антенны.This goal is achieved due to the fact that in a known measuring instrument of direction-finding characteristics of A-O systems, comprising a rotary stand with a direction-finding antenna, a cowl and a cowl angle sensor, the output of the cowl angle sensor is connected to the angular input of the recording device, connected in series Microwave generator and microwave switch, measuring channels, each of which contains an auxiliary antenna, the input of which is connected to the output of the microwave switch, and the device sampling and storage, a meter for the ratio of the difference signal to the total signal containing microwave detectors, the output of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal connected to the inputs of the sampling and storage measuring channels, as well as a controller whose outputs are connected to the control input of the microwave switch and to the control the inputs of the sampling and storage devices, the unit for solving the system of n-linear equations for direction-finding characteristics (where n is the number of measuring channels, with n> 2), the outputs of which connected to the inputs of the recording device, and the unit for calculating the root of the equation of n-1 degree for the direction-finding characteristic, the inputs of which are connected to the second outputs of the block of the solution of the system of n-linear equations of the direction-finding characteristic, and the output to the input of the direction-finding error of the recording device, a series-connected block of formation options, the inputs of which are connected to the outputs of the sampling and storage devices, a block for determining the expansion coefficients of the direction-finding characteristic for different 's options and select the optimal variant unit which outputs are connected to inputs of the block n-making system of linear equations for the direction-finding characteristics, the microwave detector measuring the difference signal to sum signal output connected directly to the direction-finding antenna.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, гдеFigure 1 shows a block diagram of the proposed device, where

1 - пеленгационная антенна;1 - direction finding antenna;

2 - обтекатель;2 - fairing;

3 - поворотный стенд;3 - rotary stand;

4 - датчик угла поворота обтекателя;4 - sensor rotation angle of the fairing;

5 - измеритель отношения разностного сигнала к суммарному сигналу;5 - meter ratio of the differential signal to the total signal;

6, 7, 8, 9, 10 - устройства выборки и хранения;6, 7, 8, 9, 10 — sampling and storage devices;

11 - блок формирования вариантов;11 - block forming options;

12 - блок определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов;12 is a block for determining the decomposition coefficients of the direction-finding characteristic for various options;

13 - блок выбора оптимального варианта;13 - block selection of the best option;

14 - блок решения системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики;14 - block solving a system of n-linear equations for direction-finding characteristics;

15 - блок вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики;15 is a block calculating the root of the equation n-1 degree for direction-finding characteristics;

16 - регистрирующий прибор;16 - recording device;

17, 18, 19, 20, 21 - вспомогательные антенны;17, 18, 19, 20, 21 - auxiliary antennas;

22 - СВЧ переключатель;22 - microwave switch;

23 - СВЧ генератор;23 - microwave generator;

24 - управитель.24 - the ruler.

Пеленгационная антенна 1, имеющая выходы разностных сигналов Δ и суммарного сигнала Σ, а также радиопрозрачный обтекатель 2 установлены на поворотном стенде 3, снабженном датчиком угла поворота обтекателя 4. Выходы пеленгационной антенны 1 подключены к СВЧ детекторам измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5. Выход Δ/Σ измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5 подключен к входам устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10. Выходы устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10 подключены к входам блока формирования вариантов 11. Выходы блока формирования вариантов 11 подключены к входам блока определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12. Выходы блока определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12 подключены к входам блока выбора оптимального варианта 13. Выходы блока выбора оптимального варианта 13 подключены к входам блока решения системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики 14, первые выходы которого подключены к входам коэффициентов пеленгационной характеристики регистрирующего прибора 16, а вторые выходы подключены к входам блока вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики 15. Выход блока вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики 15 подключен к входу пеленгационной ошибки регистрирующего прибора 16.Direction finding antenna 1 having outputs of differential signals Δ and total signal Σ, as well as a radiolucent fairing 2 are mounted on a rotary stand 3 equipped with a rotation angle sensor of the fairing 4. The outputs of the direction-finding antenna 1 are connected to microwave detectors of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal 5. Output Δ / Σ of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal 5 is connected to the inputs of the sampling and storage devices 6, 7, 8, 9, 10. The outputs of the sampling and storage devices 6, 7, 8, 9, 10 are connected to the inputs of the forming unit options 11. The outputs of the unit for forming options 11 are connected to the inputs of the unit for determining the decomposition coefficients of the bearing characteristic for various options 12. The outputs of the unit for determining the coefficients for the decomposition of the bearing characteristic for various options 12 are connected to the inputs of the unit for choosing the optimal option 13. The outputs of the block for choosing the optimal option 13 are connected to the inputs of the block solving the system of n-linear equations for direction finding characteristic 14, the first outputs of which are connected to the inputs of the coefficient from the direction finding characteristic of the recording device 16, and the second outputs are connected to the inputs of the root calculation block of the equation of degree n-1 for the direction finding characteristic 15. The output of the root calculation block of the n-1 degree equation for the direction finding characteristic 15 is connected to the input of the direction finding error of the recording device 16.

Вспомогательные антенны 17, 18, 19, 20, 21, количество которых должно быть более двух, разнесены в плоскости измерения пеленгационных ошибок на угловые расстояния Δαi (фиг.1) относительно оптической оси пеленгационной антенны в пределах рабочей зоны пеленгационной характеристики. Входы вспомогательных антенн 17, 18, 19, 20, 21 подключены к выходам СВЧ переключателя 22, вход которого подключен к выходу СВЧ генератора 23. Выходы управителя 24 подключены к управляющему входу СВЧ переключателя 22 и к управляющим входам устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10.Auxiliary antennas 17, 18, 19, 20, 21, the number of which should be more than two, are spaced in the plane of measuring direction-finding errors by angular distances Δα i (Fig. 1) relative to the optical axis of the direction-finding antenna within the working area of the direction-finding characteristic. The inputs of the auxiliary antennas 17, 18, 19, 20, 21 are connected to the outputs of the microwave switch 22, the input of which is connected to the output of the microwave generator 23. The outputs of the controller 24 are connected to the control input of the microwave switch 22 and to the control inputs of the sampling and storage devices 6, 7, 8, 9, 10.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Управитель 24 управляет СВЧ переключателем 22 таким образом, что выход СВЧ генератора 23 поочередно подключается сначала к вспомогательной антенне 17, затем 18 и так далее, причем в конце цикла он подключается к вспомогательной антенне, имеющей порядковый номер n. После этого цикл переключения повторяется: то есть выход СВЧ генератора 23 через СВЧ переключатель 22 подключается к вспомогательной антенне 17, затем к вспомогательной антенне 18 и так далее. Синхронно с подключением вспомогательных антенн 17, 18, 19, 20, 21 через СВЧ переключатель к выходу СВЧ генератора 23, к выходу измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5, содержащему информацию об отношении разностного сигнала к суммарному сигналу, последовательно подключаются соответствующие входы устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10, управляемые по управляющим входам управителем 24. В результате такой логики переключения СВЧ переключателя 22 и подключения входов устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10 на выходе устройства выборки и хранения 6 имеется текущая информация о значении Δ11, полученная от излучения первой вспомогательной антенны 17; на выходе устройства выборки и хранения 7 информация о значении Δ22 от излучения второй вспомогательной антенны 18; на выходе устройства выборки и хранения 8 информация о значении Δ33 от излучения третьей вспомогательной антенны 19; на выходе устройства выборки и хранения 9 информация о значении Δii от излучения i-той вспомогательной антенны и, наконец, на выходе устройства выборки и хранения 10 информация о значении Δn/Σn от излучения n-й вспомогательной антенны.The manager 24 controls the microwave switch 22 in such a way that the output of the microwave generator 23 is alternately connected first to the auxiliary antenna 17, then 18 and so on, and at the end of the cycle, it is connected to the auxiliary antenna with serial number n. After that, the switching cycle is repeated: that is, the output of the microwave generator 23 through the microwave switch 22 is connected to the auxiliary antenna 17, then to the auxiliary antenna 18 and so on. Synchronously with connecting the auxiliary antennas 17, 18, 19, 20, 21 through the microwave switch to the output of the microwave generator 23, to the output of the differential signal ratio meter to the total signal 5, which contains information about the ratio of the difference signal to the total signal, the corresponding inputs of the sampling devices are connected in series and storage 6, 7, 8, 9, 10, controlled by the control inputs by the manager 24. As a result of such logic, switching the microwave switch 22 and connecting the inputs of the sampling and storage devices 6, 7, 8, 9, 10 at the output of the device sampling and storage 6 there is current information on the value of Δ 1 / Σ 1 obtained from the radiation of the first auxiliary antenna 17; at the output of the sampling and storage device 7 information about the value of Δ 2 / Σ 2 from the radiation of the second auxiliary antenna 18; at the output of the sampling and storage device 8 information about the value of Δ 3 / Σ 3 from the radiation of the third auxiliary antenna 19; at the output of the sampling and storage device 9, information about the value of Δ i / Σ i from the radiation of the ith auxiliary antenna and, finally, at the output of the device of sampling and storage 10, information about the value of Δn / Σ n from the radiation of the nth auxiliary antenna.

Одним из наиболее важных параметров, характеризующих в радиолокации пеленгационную характеристику системы А-О с точки зрения точности сопровождения, является пеленгационная ошибка системы А-О, то есть смещение электрической оси пеленгационной антенны 1 относительно ее оптической оси, выражающееся в сдвиге нуля пеленгационной характеристики, вызванный влиянием обтекателя 2 в системе А-О по сравнению со случаем отсутствия обтекателя 2.One of the most important parameters characterizing the direction-finding characteristic of the A-O system in radar from the point of view of tracking accuracy is the direction-finding error of the A-O system, that is, the displacement of the electrical axis of the direction-finding antenna 1 relative to its optical axis, expressed in zero shift of the direction-finding characteristic, caused by the influence of fairing 2 in the A-O system compared to the case of no fairing 2.

В предлагаемом измерителе пеленгационных характеристик систем А-О для исключения погрешностей, вносимых амплитудно-фазовыми нестабильностями СВЧ кабелей и СВЧ элементами, включаемых между выходами СВЧ антенны и входами СВЧ детекторов, СВЧ детекторы измерителя отношения разностного к суммарному сигналу 5 подключаются непосредственно к выходам пеленгационной антенны 1. Поскольку при таком подключении СВЧ детекторы измерителя отношения разностного к суммарному сигналу 5 реагируют только на амплитудные значения детектируемых сигналов без учета фазовых соотношений между разностными и суммарными сигналами, пеленгационная характеристика, характерная для известных устройств и имеющая вид нечетной функции, преобразуется в четную функцию. На фиг.2,а пунктирной кривой изображена пеленгационная характеристика, формируемая на выходе известного измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, которая имеет вид нечетной функции, а сплошной кривой на фиг.2,б изображена пеленгационная характеристика, формируемая на выходе измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5 при подключении СВЧ детекторов измерителя отношения разностного к суммарному сигналу 5 непосредственно к выходам пеленгационной антенны 1, что применено в предлагаемом изобретении.In the proposed measuring instrument of direction-finding characteristics of A-O systems to eliminate errors introduced by amplitude-phase instabilities of microwave cables and microwave elements connected between the outputs of the microwave antenna and the inputs of the microwave detectors, the microwave detectors of the difference-to-total signal 5 meter are connected directly to the outputs of the direction-finding antenna 1 . Since with such a connection, the microwave detectors of the difference-to-total-signal ratio meter 5 respond only to the amplitude values of the detected signals without taking into account the phase relations between difference and total signals, the direction-finding characteristic characteristic of known devices and having the form of an odd function is converted to an even function. In Fig. 2, a dotted curve shows the direction-finding characteristic generated at the output of the known meter of the ratio of the difference signal to the total signal, which has the form of an odd function, and the solid curve in Fig. 2, b shows the direction-finding characteristic, formed at the output of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal 5 when connecting microwave detectors of the differential ratio meter to the total signal 5 directly to the outputs of the direction-finding antenna 1, which is used in the present invention .

Как видно из фиг.2,б, при подключении СВЧ детекторов непосредственно к выходу пеленгационной антенны 1 теряется информация о знаке пеленгационной характеристики относительно направления электрической оси системы А-О, соответствующего нулю пеленгационной характеристики. Для восстановления полной информации о пеленгационной характеристике, включая ее знак и фазовые соотношения между разностными и суммарным сигналами, в предлагаемом изобретении дополнительно введены последовательно соединенные блок формирования вариантов 11, входы которого подключены к выходам устройств выборки и хранения 6, 7, 8, 9, 10, блок определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12 и блок выбора оптимального варианта 13, выходы которого соединены с входами блока решений системы n-линейных уравнений 14.As can be seen from figure 2, b, when connecting microwave detectors directly to the output of the direction-finding antenna 1, information about the sign of the direction-finding characteristic with respect to the direction of the electrical axis of the A-O system corresponding to zero direction-finding characteristic is lost. To restore complete information about the direction-finding characteristic, including its sign and phase relations between difference and total signals, the invention additionally introduces series-connected block for forming options 11, the inputs of which are connected to the outputs of the sampling and storage devices 6, 7, 8, 9, 10 , a block for determining the expansion coefficients of the direction-finding characteristic for various options 12 and a block for selecting the best option 13, the outputs of which are connected to the inputs of the block of decisions of the system are n-linear x equations 14.

Рассмотрим работу устройства на примере использования трех вспомогательных антенн 18, 19, 20, две из которых разнесены на углы ±Δα0 относительно направления электрической оси пеленгационной антенны 1 в отсутствии обтекателя 2, а центральная вспомогательная антенна 19 расположена в направлении электрической оси пеленгационной антенны 1 в отсутствии обтекателя 2.Consider the operation of the device using the example of three auxiliary antennas 18, 19, 20, two of which are spaced at angles ± Δα 0 relative to the direction of the electrical axis of the direction finding antenna 1 in the absence of fairing 2, and the central auxiliary antenna 19 is located in the direction of the electrical axis of the direction finding antenna 1 in no fairing 2.

Назначение блока формирования вариантов 11 состоит в определении возможных случаев размещения направления электрической оси испытуемой системы А-О относительно направлений на вспомогательные антенны. В рассматриваемом случае для трех вспомогательных антенн 18, 19, 20 имеют место четыре возможных варианта размещения направления электрической оси, испытуемой системы А-О (фиг.3). При этом полагается, что знак крутизны пеленгационной характеристики системы А-О известен, в данном случае он выбран положительным для всех измерительных каналов.The purpose of the block forming options 11 is to determine possible cases of placing the direction of the electrical axis of the tested system A-O relative to the directions to the auxiliary antennas. In this case, for three auxiliary antennas 18, 19, 20, there are four possible options for placing the direction of the electric axis, the tested system A-O (Fig.3). It is assumed that the sign of the steepness of the direction-finding characteristic of the A-O system is known, in this case it is chosen positive for all measuring channels.

В первом варианте направление электрической оси системы А-О (фиг.3) соответствует пеленгационным ошибкам Δα, расположенным в зоне -∞≤Δα≤-Δα0; второй вариант (фиг.3) соответствует случаю размещения пеленгационных ошибок Δα в диапазоне - Δα0<Δα≤0; третий вариант (фиг.3) соответствует случаю размещения пеленгационных ошибок Δα в диапазоне 0≤Δα<Δα0; четвертый вариант (рисунок 3) соответствует случаю размещения пеленгационных ошибок Δα в диапазоне Δα0≤Δα≤∞.In the first embodiment, the direction of the electrical axis of the A-O system (Fig. 3) corresponds to direction-finding errors Δα located in the zone -∞≤Δα≤-Δα 0 ; the second option (figure 3) corresponds to the case of placing direction-finding errors Δα in the range - Δα 0 <Δα≤0; the third option (figure 3) corresponds to the case of the placement of direction-finding errors Δα in the range 0≤Δα <Δα 0 ; the fourth option (Figure 3) corresponds to the case of locating direction-finding errors Δα in the range Δα 0 ≤Δα≤∞.

В блоке определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12 для последующего определения оптимального варианта предварительно вычисляются коэффициенты разложения пеленгационной характеристики, представляемой в виде полинома. При этом для каждого из вариантов коэффициенты полинома могут быть определены, например, методом наименьших квадратов. При количестве вспомогательных антенн равных n, после обработки сигналов, принятых от каждой вспомогательной антенны, можно определить коэффициенты полинома n-1 степени.In the block for determining the expansion coefficients of the direction-finding characteristic for various options 12, for the subsequent determination of the optimal variant, the decomposition coefficients of the direction-finding characteristic, presented in the form of a polynomial, are pre-computed. Moreover, for each of the options the polynomial coefficients can be determined, for example, by the least squares method. With the number of auxiliary antennas equal to n, after processing the signals received from each auxiliary antenna, it is possible to determine the coefficients of a polynomial of n-1 degree.

В частности, при наличии трех вспомогательных антенн для первого варианта (фиг.3) знаки напряжений Р-1, Р0, Р1 на выходе измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5, соответствующих сигналам, принятым от вспомогательных антенн 18, 19, 20, не меняются. Для второго варианта (фиг.3) знаки напряжений Р0, Р1 на выходе измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5, соответствующих сигналам, принятым от вспомогательных антенн 19, 20, не меняются, а знак напряжения Р-1, принятого от вспомогательной антенны 18, меняется на противоположный. Для третьего варианта (фиг.3) знак напряжения Р1 на выходе измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5, соответствующий сигналу принятого от вспомогательной антенны 20, не меняется, а знаки напряжений Р-1, Р0, соответствующие сигналам, принятым от вспомогательных антенн 18, 19, меняются на противоположные. Для четвертого варианта (фиг.3) знаки напряжений Р-1, Р0, Р1 на выходе измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5, соответствующих сигналам, принятым от вспомогательных антенн 18, 19, 20, меняются на противоположные.In particular, in the presence of three auxiliary antennas for the first embodiment (Fig. 3), the signs of the voltages P -1 , P 0 , P 1 at the output of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal 5 corresponding to the signals received from the auxiliary antennas 18, 19, 20 do not change. For the second option (figure 3), the signs of the voltages P 0 , P 1 at the output of the meter, the ratio of the differential signal to the total signal 5 corresponding to the signals received from the auxiliary antennas 19, 20, do not change, and the sign of the voltage P -1 received from the auxiliary antenna 18 is reversed. For the third option (figure 3), the sign of the voltage P 1 at the output of the meter of the ratio of the differential signal to the total signal 5, corresponding to the signal received from the auxiliary antenna 20, does not change, and the signs of the voltages P -1 , P 0 corresponding to the signals received from the auxiliary antennas 18, 19, are reversed. For the fourth option (figure 3), the signs of the voltages P -1 , P 0 , P 1 at the output of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal 5, corresponding to the signals received from the auxiliary antennas 18, 19, 20, are reversed.

По сигналам Р-1, Р0, Р1 от трех вспомогательных антенн можно предварительно вычислить три коэффициента разложения пеленгационной характеристики систем А-О: С0А-O; С1A-O; С2А-О. При этом коэффициент С0А-О характеризует смещение нуля пеленгационной характеристики; коэффициент С1А-O характеризует крутизну пеленгационной характеристики; коэффициент С2А-O характеризует искажения пеленгационной характеристики второго и более высокого порядка.From the signals P -1 , P 0 , P 1 from three auxiliary antennas, three decomposition coefficients of the direction-finding characteristic of A-O systems can be preliminarily calculated: C 0A-O ; C 1A-O ; C 2A-O . In this case, the coefficient С 0А-О characterizes the zero offset of the direction-finding characteristic; coefficient C 1A-O characterizes the steepness of the direction-finding characteristic; the coefficient C 2A-O characterizes the distortion of the direction-finding characteristic of the second and higher order.

В блоке выбора оптимального варианта 13 осуществляется анализ значений коэффициента С2А-O для различных вариантов. Из анализа различных вариантов на фиг.3 следует, что оптимальному варианту должен соответствовать вариант, при котором абсолютное значение коэффициента С2А-O минимально, а пеленгационная характеристика системы А-О для оптимального варианта в наилучшей степени приближается к линейной зависимости.In the block selection of the best option 13 is an analysis of the values of the coefficient C 2A-O for various options. From the analysis of the various options in figure 3 it follows that the best option should correspond to the option in which the absolute value of the coefficient C 2A-O is minimal, and the direction-finding characteristic of the system A-O for the best option is best approximated to a linear relationship.

Для пояснения принципа работы предлагаемого устройства рассмотрим частный случай, соответствующий третьему варианту (фиг.3), при котором ноль пеленгационной характеристики находится в пределах 0≤Δα<Δα0, а уровни сигналов Р-1, Р0, Р1 регистрируемых на выходах соответствующих устройств выборки и хранения помечены точками т.А, т.В, т.С. Ввиду того, что входы СВЧ детекторов в предлагаемом устройстве подключены непосредственно к выходам пеленгационной антенны и вид пеленгационной характеристики соответствует фиг.2,б) каждый из сигналов Р-1, Р0, Р1 имеет положительное значение. В соответствии с описанными выше алгоритмами обработки в устройстве выбора оптимального варианта 13 будет выбран случай, при котором пеленгационная характеристика проходит через точки т.А', т.В', т.С (фиг.3), то есть представляет собой функциональную зависимость, в наилучшей степени приближающуюся к линейной, аналогичную пеленгационной характеристике, формируемой в известных измерителях. Как видно из фиг.3, оптимальному варианту соответствуют отрицательные знаки сигналов, принятых от вспомогательных антенн, расположенных в направлениях -Δα0 и 0, так как анализ всех других вариантов, осуществляемый в блоке выбора оптимальных вариантов 13, покажет, что в других случаях образуются нелинейные зависимости, характеризуемые существенно большими абсолютными значениями коэффициента С2А-O по сравнению с оптимальным вариантом.To clarify the principle of operation of the proposed device, we consider a special case corresponding to the third option (figure 3), in which the zero direction finding characteristic is in the range 0≤Δα <Δα 0 , and the signal levels P -1 , P 0 , P 1 recorded at the outputs of the corresponding sampling and storage devices are marked with the points T.A., T.V., S.S. Due to the fact that the inputs of the microwave detectors in the proposed device are connected directly to the outputs of the direction-finding antenna and the type of direction-finding characteristic corresponds to FIG. 2, b) each of the signals P -1 , P 0 , P 1 has a positive value. In accordance with the processing algorithms described above, in the device for selecting the best option 13, a case will be selected in which the direction-finding characteristic passes through the points T.A ', T.V', T.C (Fig. 3), that is, it is a functional relationship, best approximating a linear, similar to direction-finding characteristic, formed in known meters. As can be seen from figure 3, the optimal option corresponds to the negative signs of the signals received from the auxiliary antennas located in the directions -Δα 0 and 0, since the analysis of all other options, carried out in the block for selecting the optimal options 13, will show that in other cases nonlinear dependences, characterized by significantly larger absolute values of the coefficient C 2A-O in comparison with the best option.

На фиг.4 в качестве примера для упомянутого выше случая трех вспомогательных антенн 18, 19, 20 приведены алгоритмы обработки сигналов Р-1, Р0, Р1, реализованные в блоке формирования вариантов 11, в блоке определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12 и в блоке выбора оптимального варианта 13.Figure 4, as an example for the case of the three auxiliary antennas 18, 19, 20 mentioned above, shows the signal processing algorithms P -1 , P 0 , P 1 implemented in the block for generating options 11, in the block for determining the decomposition coefficients of the direction-finding characteristic for various variants 12 and in the block selection of the best option 13.

Таким образом, введение новых блоков и новых связей в предлагаемом измерителе пеленгационных характеристик систем А-О, а именно введение последовательно соединенных блока формирования вариантов 11, входы которого соединены с выходами устройств выборки и хранения 10, блока определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов 12 и блока выбора оптимального варианта 13, выходы которого соединены с входами блока решений системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики 14, а также подключение СВЧ детекторов измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5 непосредственно к выходам пеленгационной антенны 1, позволяет получить в предлагаемом изобретении качественно новый эффект в виде повышения точности измерений с одновременным упрощением конструкции измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу 5.Thus, the introduction of new blocks and new connections in the proposed meter of direction-finding characteristics of A-O systems, namely, the introduction of series-connected unit for forming options 11, the inputs of which are connected to the outputs of sampling and storage devices 10, a unit for determining the decomposition coefficients of direction-finding characteristics for various options 12 and the block selection of the best option 13, the outputs of which are connected to the inputs of the block solutions of the system of n-linear equations for direction-finding characteristics 14, and is also connected e microwave detectors measuring difference signal to the sum signal ratio 5 directly to the outputs DF antenna 1 makes it possible to receive in the present invention qualitatively new effect of improving the accuracy of measurements with simultaneous simplification of the construction gauge ratio of the difference signal to the sum signal 5.

Claims (1)

Измеритель пеленгационных характеристик систем антенна - обтекатель, содержащий поворотный стенд с установленными на нем пеленгационной антенной, обтекателем и датчиком угла поворота обтекателя, причем выход датчика угла поворота обтекателя подключен к угломерному входу регистрирующего прибора, последовательно соединенные СВЧ-генератор и СВЧ-переключатель, измерительные каналы, каждый из которых содержит вспомогательную антенну, вход которой подключен к выходу СВЧ-переключателя, и устройство выборки и хранения, измеритель отношения разностного сигнала к суммарному сигналу, содержащий СВЧ-детекторы, причем выход измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу подключен к входам устройств выборки и хранения измерительных каналов, а также управитель, выходы которого подключены к управляющему входу СВЧ-переключателя и к управляющим входам устройств выборки и хранения, блок решения системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики (где n - количество измерительных каналов, при этом n>2), выходы которого соединены с входами регистрирующего прибора, и блок вычисления корня уравнения n-1 степени для пеленгационной характеристики, входы которого подключены ко вторым выходам блока решения системы n-линейных уравнений пеленгационной характеристики, а выход к входу пеленгационной ошибки регистрирующего прибора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные блок формирования вариантов, входы которого соединены с выходами устройств выборки и хранения, блок определения коэффициентов разложения пеленгационной характеристики для различных вариантов и блок выбора оптимального варианта, выходы которого соединены с входами блока решений системы n-линейных уравнений для пеленгационной характеристики, при этом СВЧ-детекторы измерителя отношения разностного сигнала к суммарному сигналу подключены непосредственно к выходам пеленгационной антенны. A direction-finding indicator of the antenna-cowl systems includes a rotary stand with a direction-finding antenna, cowl and a cowl angle sensor mounted on it, and the cowl angle sensor output is connected to the angle meter of the recording device, a microwave generator and a microwave switch are connected in series, measuring channels , each of which contains an auxiliary antenna, the input of which is connected to the output of the microwave switch, and a sampling and storage device, a ratio meter I the difference signal to the total signal containing microwave detectors, and the output of the meter of the ratio of the difference signal to the total signal is connected to the inputs of the sampling devices and storage of the measuring channels, as well as the manager, the outputs of which are connected to the control input of the microwave switch and to the control inputs of the sampling devices and storage, a unit for solving a system of n-linear equations for direction-finding characteristics (where n is the number of measuring channels, n> 2), the outputs of which are connected to the inputs of the recording the input, and the unit for calculating the root of the equation of n-1 degree for the direction-finding characteristic, the inputs of which are connected to the second outputs of the block for solving the system of n-linear equations of the direction-finding characteristic, and the output to the direction-finding error input of the recording device, characterized in that it is additionally connected with series-connected a variant formation unit, the inputs of which are connected to the outputs of the sampling and storage devices, a block for determining the expansion coefficients of the direction-finding characteristic for various variants s and a block for choosing the best option, the outputs of which are connected to the inputs of the block of solutions of the system of n-linear equations for the direction-finding characteristic, while the microwave detectors of the meter for the ratio of the difference signal to the total signal are connected directly to the outputs of the direction-finding antenna.
RU2010132375/07A 2010-08-02 2010-08-02 Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems RU2442181C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132375/07A RU2442181C1 (en) 2010-08-02 2010-08-02 Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010132375/07A RU2442181C1 (en) 2010-08-02 2010-08-02 Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442181C1 true RU2442181C1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45853774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010132375/07A RU2442181C1 (en) 2010-08-02 2010-08-02 Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442181C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730096C1 (en) * 2019-12-12 2020-08-17 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method for measuring direction-finding errors of a radar paa-fairing system
EA038525B1 (en) * 2020-02-11 2021-09-09 Учреждение Образования "Белорусский Государственный Университет Информатики И Радиоэлектроники" Automated system for spatial measurements of parameters of radio-technical uhf devices and materials
RU2755796C2 (en) * 2019-08-26 2021-09-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Monopulse radar system with increased accuracy of determining bearing angle of target and preserved interchangeability of antenna as part of the system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755796C2 (en) * 2019-08-26 2021-09-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Monopulse radar system with increased accuracy of determining bearing angle of target and preserved interchangeability of antenna as part of the system
RU2730096C1 (en) * 2019-12-12 2020-08-17 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method for measuring direction-finding errors of a radar paa-fairing system
EA038525B1 (en) * 2020-02-11 2021-09-09 Учреждение Образования "Белорусский Государственный Университет Информатики И Радиоэлектроники" Automated system for spatial measurements of parameters of radio-technical uhf devices and materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080116880A1 (en) Harmonics measurement instrument with in-situ calibration
US9001614B1 (en) System for self-localizing near field data processing
US3935575A (en) Circuitry for determining direction of impingement of a received signal
CN112923960B (en) Optical fiber parameter measuring device for correcting nonlinear tuning effect
BR102015001678B1 (en) System and test method for a radar unit
CN106443722A (en) Method for detecting antenna phase center bias
CN111766455B (en) Phased array antenna directional pattern prediction method and system based on aperture current method
RU2442181C1 (en) Instrument for measuring direction-finding performance for antenna-fairing systems
CN101520323B (en) Extensive angle measuring method for inclination angle of plane moving mirror in Fourier spectrometer
CN106093572A (en) High-precision phase position testing circuit based on integrated phase discriminator AD8302 and method for self-calibrating thereof
CN111366793A (en) Planar antenna near field measurement method and system for reducing truncation error
CN102928713A (en) Background noise measuring method of magnetic antennas
US20070216420A1 (en) Method and system for eliminating VSWR errors in magnitude measurements
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
CN105008950A (en) Measuring device and measuring method for direction finding and direction uncertainty determination
US7315797B2 (en) Method and system for eliminating VSWR errors in phase and amplitude measurements
JPH0137882B2 (en)
US3518675A (en) Approximating the networks for a beamforming transducer array
RU2287834C1 (en) Device for measuring locating characteristics of antenna-blister systems
CN104457633A (en) Detecting method for improving measuring accuracy of ultrasonic displacement
RU2798753C1 (en) Method for diagnosing an antenna array
RU2255348C1 (en) Device for estimation of target co-ordinates for monopulse radars
RU2310209C2 (en) Device for measuring signal passage coefficient of antenna-cowling system
Sun et al. Implementation of national comparison of optical speed meters in China
JPH0514230B2 (en)

Legal Events

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

Effective date: 20180803

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190913