RU2610820C1 - Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки - Google Patents
Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610820C1 RU2610820C1 RU2015157200A RU2015157200A RU2610820C1 RU 2610820 C1 RU2610820 C1 RU 2610820C1 RU 2015157200 A RU2015157200 A RU 2015157200A RU 2015157200 A RU2015157200 A RU 2015157200A RU 2610820 C1 RU2610820 C1 RU 2610820C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna array
- phased antenna
- phased
- signal
- directions
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области антенной техники. Особенностью заявленного способа определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки является то, что задают набор направлений луча, охватывающий область видимости фазированной антенной решетки, плоскость раскрыва фазированной антенной решетки, электрические длины от элементов которой до входа измерительной аппаратуры произвольны, располагают под углом относительно фронта плоской электромагнитной волны, изменяя с помощью фазовращателей сдвиги фаз сигналов, проходящих через элементы фазированной антенной решетки, устанавливают луч фазированной антенной решетки в одно из направлений набора, измеряют амплитуду и фазу сигнала, затем операции повторяют, каждый раз устанавливая луч фазированной антенной решетки последовательно в остальные направления, амплитуды сигнала, измеренные при каждом направлении луча, умножают на заранее определенные для этих направлений амплитуды сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки, а фазы сигнала, измеренные при каждом направлении луча, складывают с заранее определенными для этих направлений фазами сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки. Техническим результатом является повышение точности и уменьшение времени определения диаграммы направленности фазированных антенных решеток. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области антенной техники и может быть использовано для определения характеристик фазированных антенных решеток.
Известен способ измерения ДН фазированных антенных решеток (ФАР), заключающийся в измерении поля в дальней зоне ФАР с помощью вспомогательной антенны [Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Л.Н. Захарьев, А.А. Леманский, В.И. Турчин и др.; Под ред. Н.М. Цейтлина. - М.: Радио и связь, 1985, с. 71-128]. Этот способ реализуется путем расположения вспомогательной антенны в зоне прямой видимости испытуемой ФАР и на таком расстоянии от испытуемой ФАР, где выполняется условие дальней зоны [Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Л.Н. Захарьев, А.А. Леманский, В.И. Турчин и др.; Под ред. Н.М. Цейтлина. - М.: Радио и связь, 1985, с. 8]. При этом испытуемая ФАР и вспомогательная антенна располагаются на вышках. Основными недостатками способа являются трудность выполнения условия дальней зоны и необходимость больших, специально оборудованных полигонов. Недостатки этого способа устранены в способах измерения характеристик антенн в ближней зоне, основанных на формировании плоской волны в области раскрыва антенны.
В способе ближней зоны, известном как амплифазометрический или радиоголографичекий [Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Л.Н. Захарьев, А.А. Леманский, В.И. Турчин и др.; Под ред. Н.М. Цейтлина. - М.: Радио и связь, 1985, с. 136], амплитуда и фаза сигнала излучаемого испытуемой ФАР измеряются с помощью слабонаправленной измерительной антенны, перемещающейся вблизи испытуемой антенны вдоль некоторой воображаемой поверхности. В случае работы испытуемой антенны в режиме приема сигнала, для каждого пространственного положения измерительной антенны измеряются и запоминаются амплитуда и фаза сигнала на выходе испытуемой антенны. Дальнейшая обработка результатов измерений позволяет рассчитать электромагнитное поле с плоским фазовым фронтом в области расположения испытуемой антенны и определить ДН. Недостатком этого способа являются низкая точность измерений амплитуд и фаз сигналов.
Указанный недостаток устранен в способе определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки [Патент RU 2343495 С2]. Этот способ наиболее близок по технической сущности к предлагаемому способу. Этот способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки включает прием или излучение сигналов фазированной антенной решеткой, изменение сдвигов фаз одного или нескольких элементов фазированной антенной решетки, измерение амплитуды и фазы сигнала, переданного или принятого вспомогательной антенной, определение из измеренных данных амплитуды и фазы возбуждения элементов и вычисления диаграммы направленности фазированной антенной решетки в соответствии с математической моделью
N - количество элементов фазированной антенной решетки.
Испытуемая фазированная антенная решетка располагается перед коллиматором в такой области, где излучаемое или принимаемое электромагнитное поле представляет собой плоскую волну, параллельно фронту плоской волны таким образом, чтобы электрические длины путей от элементов фазированной антенной решетки до входа измерительной аппаратуры были одинаковы, а измеренные значения амплитуды и фазы сигнала, переданного или принятого вспомогательной антенной, непосредственно используются для восстановления диаграммы направленности в соответствии с вышеупомянутой математической моделью.
Недостатками прототипа являются:
1. Необходимо измерения проводить в поле плоской волны, создаваемой коллиматором.
2. Необходимо, чтобы у измеряемой ФАР электрические длины путей от элементов ФАР до входа измерительной аппаратуры были одинаковы.
3. В прототипе в процессе измерений требуется перебор всех фазовых состояний каждого фазовращателя, что ведет к значительному увеличению времени измерений.
4. Перед определением диаграммы направленности в прототипе требуется определение из измеренных данных амплитуды и фазы возбуждения элементов ФАР. Для выполнения данной операции необходимо решать систему линейных уравнений большого порядка, что требует значительного времени обработки.
5. Необходимость использования математической модели.
6. ДН одного элемента ФАР в прототипе используется дважды - при определении АФР и при определении ДН, что является источником дополнительных ошибок.
Задачей изобретения является достижение возможности определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки (ФАР), в различных условиях проведения измерений.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности и уменьшение времени определения диаграммы направленности фазированных антенных решеток.
Сущность предлагаемого способа определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки состоит в приеме или излучении сигналов фазированной антенной решеткой, при этом сигналы переносятся электромагнитным полем, изменении сдвигов фаз сигналов, проходящих через один или несколько элементов фазированной антенной решетки, измерении измерительной аппаратурой амплитуды и фазы сигнала, переданного или принятого вспомогательной антенной, при этом фазированная антенная решетка располагается в такой области, где излучаемое или принимаемое электромагнитное поле представляет собой плоскую электромагнитную волну.
Новым в заявляемом изобретении является то, что задают набор направлений луча, охватывающий область видимости фазированной антенной решетки, плоскость раскрыва фазированной антенной решетки, электрические длины, от элементов которой, до входа измерительной аппаратуры произвольны, располагают под углом относительно фронта плоской электромагнитной волны, изменяя с помощью фазовращателей сдвиги фаз сигналов, проходящих через элементы фазированной антенной решетки, устанавливают луч фазированной антенной решетки в одно из направлений набора, измеряют амплитуду и фазу сигнала, затем операции повторяют, каждый раз устанавливая луч фазированной антенной решетки последовательно в остальные направления, амплитуды сигнала, измеренные при каждом направлении луча, умножают на заранее определенные для этих направлений амплитуды сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки, а фазы сигнала, измеренные при каждом направлении луча, складывают с заранее определенными для этих направлений фазами сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки.
На чертеже приведен один из вариантов реализации схемы измерений, где:
1 - ФАР;
2 - компьютер;
3 - коммутатор сверхвысокой частоты;
4 - генератор сигнала сверхвысокой частоты;
5 - вспомогательная антенна;
6 - измерительная аппаратура;
7 - блок управления ФАР.
В режиме работы ФАР (1) на прием определение ДН осуществляется следующим образом.
ФАР (1) до начала измерений располагается фиксированно относительно фронта плоской электромагнитной волны, в процессе измерений ФАР остается неподвижной. При этом у ФАР электрические длины от различных элементов ФАР до входа измерительной аппаратуры могут быть неодинаковы.
Компьютер (2) дает команду коммутатору (3) пропускать сигнал от генератора (4) на вспомогательную антенну (5), а сигнал, принятый ФАР (1), передавать на измерительную аппаратуру (6).
С помощью генератора (4) генерируется сигнал, который проходит через коммутатор (3) и непрерывно излучается в пространство с помощью вспомогательной антенны (5). Сигнал в пространстве представляет собой электромагнитную волну. Вспомогательная антенна (5) обеспечивает формирование в области расположения ФАР (1) плоского фронта этой электромагнитной волны.
Устанавливают луч ФАР (1) с помощью блока управления ФАР (7) и фазовращателей в заранее заданное направление и принимают сигнал, пришедший от вспомогательной антенны (5). Сигнал от ФАР через коммутатор (3) поступает на измерительную аппаратуру (6), которая измеряет амплитуду и фазу сигнала и запоминает их.
Затем луч ФАР устанавливают в следующее заранее заданное направление и повторяют измерения. Перечисленные действия повторяют для всех заданных направлений луча. Затем амплитуды сигнала, измеренные при каждом направлении луча, поступают в компьютер (2), где их умножают на заранее определенные для этих направлений амплитуды сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки. Фазы сигнала, измеренные при каждом направлении луча, также поступают в компьютер (2), где они складываются с заранее определенными для этих направлений фазами сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки. Заранее определенные для заданных направлений луча амплитуды и фазы сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки представляют собой диаграмму направленности одного элемента.
Предлагаемый способ в случае излучения сигнала фазированной антенной решеткой может быть осуществлен аналогичным образом. Компьютер (2) дает команду коммутатору (3) пропускать сигнал от генератора сигнала на ФАР (1), а сигнал, принятый вспомогательной антенной (5), передавать на измерительную аппаратуру (6). При этом сигнал излучается самой ФАР (1) и принимается вспомогательной антенной. Измерения амплитуд и фаз сигнала на передачу проводят по тем же операциям, что и на прием.
В процессе проведения измерений плоский фронт электромагнитной волны может быть сформирован как посредством использования коллиматора, так и удалением вспомогательной антенны в дальнюю зону ФАР. Главным условием в заявляемом изобретении является формирование плоского фронта электромагнитной волны в области расположения ФАР.
Предлагаемый способ свободен от недостатков, присущих прототипу, поскольку:
1) в предлагаемом способе измерения можно проводить как в малогабаритных безэховых камерах, использующих коллиматор, так и в условиях полигонов при установке вспомогательной антенны в дальней зоне;
2) в предлагаемом способе не требуется, чтобы электрические длины путей от элементов ФАР до входа измерительной аппаратуры были одинаковы;
3) в предлагаемом способе не требуется перебор всех фазовых состояний каждого фазовращателя;
4) в предлагаемом способе не требуется промежуточная операция определения из измеренных данных амплитуды и фазы возбуждения элементов;
5) не требуется использование математической модели;
6) в предлагаемом способе ДН одного элемента ФАР используется один раз (в прототипе - дважды), только при определении ДН непосредственно из измеренных значений амплитуд и фаз принятого сигнала.
Перечисленные преимущества предлагаемого способа позволяют считать способ универсальным по организации условий проведения измерений, а также повысить точность и уменьшить время определения диаграммы направленности фазированных антенных решеток.
Claims (1)
- Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки, включающий прием или излучение сигналов фазированной антенной решеткой, при этом сигналы переносятся электромагнитным полем, изменение сдвигов фаз сигналов, проходящих через один или несколько элементов фазированной антенной решетки, измерение измерительной аппаратурой амплитуды и фазы сигнала, переданного или принятого вспомогательной антенной, при этом фазированная антенная решетка располагается в такой области, где излучаемое или принимаемое электромагнитное поле представляет собой плоскую электромагнитную волну, отличающийся тем, что задают набор направлений луча, охватывающий область видимости фазированной антенной решетки, плоскость раскрыва фазированной антенной решетки, электрические длины от элементов которой до входа измерительной аппаратуры произвольны, располагают под углом относительно фронта плоской электромагнитной волны, изменяя с помощью фазовращателей сдвиги фаз сигналов, проходящих через элементы фазированной антенной решетки, устанавливают луч фазированной антенной решетки в одно из направлений набора, измеряют амплитуду и фазу сигнала, затем операции повторяют, каждый раз устанавливая луч фазированной антенной решетки последовательно в остальные направления, амплитуды сигнала, измеренные при каждом направлении луча, умножают на заранее определенные для этих направлений амплитуды сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки, а фазы сигнала, измеренные при каждом направлении луча, складывают с заранее определенными для этих направлений фазами сигнала от одного элемента в составе фазированной антенной решетки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157200A RU2610820C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157200A RU2610820C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610820C1 true RU2610820C1 (ru) | 2017-02-15 |
Family
ID=58458684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157200A RU2610820C1 (ru) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610820C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691378C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-06-13 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Способ контроля диаграммы направленности активной фазированной антенной решётки |
CN111310311A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-19 | 摩比天线技术(深圳)有限公司 | 用于基站天线的精准赋形设计方法及其系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1647463A1 (ru) * | 1988-12-12 | 1991-05-07 | Предприятие П/Я Р-6045 | Способ измерени параметров фазированной антенной решетки |
RU2040083C1 (ru) * | 1993-06-22 | 1995-07-20 | Александр Владимирович Немцов | Способ управления лучом фазированной антенной решетки |
RU2072525C1 (ru) * | 1993-09-29 | 1997-01-27 | Нижегородский государственный технический университет | Способ формирования диаграммы направленности |
RU2343495C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Морской научно-исследовательский институт радиоэлектроники "Альтаир" (ОАО "МНИИРЭ "Альтаир") | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки |
WO2011148248A2 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Selex Communications S.P.A. | Method for determining an estimate of a radiation pattern of a phased array antenna |
-
2015
- 2015-12-29 RU RU2015157200A patent/RU2610820C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1647463A1 (ru) * | 1988-12-12 | 1991-05-07 | Предприятие П/Я Р-6045 | Способ измерени параметров фазированной антенной решетки |
RU2040083C1 (ru) * | 1993-06-22 | 1995-07-20 | Александр Владимирович Немцов | Способ управления лучом фазированной антенной решетки |
RU2072525C1 (ru) * | 1993-09-29 | 1997-01-27 | Нижегородский государственный технический университет | Способ формирования диаграммы направленности |
RU2343495C2 (ru) * | 2006-03-30 | 2009-01-10 | Открытое акционерное общество "Морской научно-исследовательский институт радиоэлектроники "Альтаир" (ОАО "МНИИРЭ "Альтаир") | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки |
WO2011148248A2 (en) * | 2010-05-24 | 2011-12-01 | Selex Communications S.P.A. | Method for determining an estimate of a radiation pattern of a phased array antenna |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2691378C1 (ru) * | 2018-05-21 | 2019-06-13 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро автоматики" | Способ контроля диаграммы направленности активной фазированной антенной решётки |
CN111310311A (zh) * | 2020-01-21 | 2020-06-19 | 摩比天线技术(深圳)有限公司 | 用于基站天线的精准赋形设计方法及其系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107918068B (zh) | 天线阵列、测试系统和用于测试受测装置的方法 | |
US10581150B2 (en) | Method and apparatus for radar accuracy measurements | |
CN107979424B (zh) | 用于测试受测设备的测试系统和方法 | |
US10101489B2 (en) | System for exploring underground geophysical properties and method for analyzing underground geophysical properties using the same | |
CN111630405B (zh) | 雷达装置 | |
JP5825995B2 (ja) | レーダ断面積計測装置 | |
CN111656212A (zh) | 雷达装置 | |
US11131701B1 (en) | Multi-probe anechoic chamber for beam performance testing of an active electronically steered array antenna | |
CN108981623B (zh) | 一种基于微波信号的远距离微小位移探测方法 | |
RU2610820C1 (ru) | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки | |
KR20200025995A (ko) | 내장형 안테나 어레이 계측 시스템 및 방법 | |
JP6678554B2 (ja) | アンテナ測定装置 | |
RU2343495C2 (ru) | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки | |
US20220091230A1 (en) | Receiver, radar apparatus including receiver, vehicle including receiver, and communication system including receiver | |
RU2709417C1 (ru) | Способ определения диаграммы направленности фазированной антенной решетки | |
KR101649514B1 (ko) | 전자파 적합성 시험장치 | |
JP5102403B1 (ja) | レーダ試験装置 | |
US10446930B1 (en) | Antenna combination device | |
EP3128345B1 (en) | Position-detecting system | |
RU2005102028A (ru) | Способ определения пространственного положения объекта | |
RU2527923C2 (ru) | Способ формирования пространственного навигационного поля с распределенными источниками навигационных сигналов | |
RU2634735C1 (ru) | Способ определения амплитудно-фазового распределения в раскрыве фазированной антенной решетки | |
RU2545168C2 (ru) | Многофункциональная станция помех | |
RU2488928C1 (ru) | Способ адаптивного подавления пространственных помех | |
RU2567214C1 (ru) | Многочастотная антенная решетка с цифровой обработкой сигналов для определения координат радиолокационной цели |