SU1415203A1 - Method of determining aerial frequency-band directional pattern - Google Patents

Method of determining aerial frequency-band directional pattern Download PDF

Info

Publication number
SU1415203A1
SU1415203A1 SU864026259A SU4026259A SU1415203A1 SU 1415203 A1 SU1415203 A1 SU 1415203A1 SU 864026259 A SU864026259 A SU 864026259A SU 4026259 A SU4026259 A SU 4026259A SU 1415203 A1 SU1415203 A1 SU 1415203A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
antenna
signal
time
frequency
irradiated
Prior art date
Application number
SU864026259A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Максимович Пономарев
Виктор Игоревич Турчин
Светлана Владимировна Горюнова
Алексей Владимирович Горячев
Владимир Николаевич Жаворонков
Сергей Павлович Скулкин
Original Assignee
Горьковский Научно-Исследовательский Радиофизический Институт
Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова
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 Горьковский Научно-Исследовательский Радиофизический Институт, Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова filed Critical Горьковский Научно-Исследовательский Радиофизический Институт
Priority to SU864026259A priority Critical patent/SU1415203A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1415203A1 publication Critical patent/SU1415203A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к антенной технике. Цель изобретени  - повышение точности определени  диграммы направленности (ДН) антенны в диапазоне частот. Сущность данного способа состоит в Том, что в раскрыне исследуемой антенны с помощью источника 5 широкополосных импульсных сигналов формируют широкополосное импульсное электромагнитное поле. При этом антенну 1 облучают с помощью зонда 3 широкополосным импульсным сигналом, который используетс  в качестве опорного. Затем регистратором 2 регистрируют относительно временного положени  опорного сигнала временные зависимости амплитуд пол , соответствующие выбранным пространственным точкам ближней зоны антенны 1. Далее блок обработки 8 преобразует эти временные зависимости в частотную область посредством пространственного преобразовани  Фурье. При этом с помощью блока сбора и преобразовани  6 данных осуществл ют компенсацию нестабильности временного положени  этой временной зависимости. Затем с помощью блока обработки 8 определ ют на требуемых частотах ДН антенны I. 2 ил. с « (ЛThe invention relates to antenna technology. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the directivity pattern of the antenna in the frequency range. The essence of this method consists in the fact that in the discovery of the investigated antenna using a source of 5 broadband pulsed signals form a broadband pulsed electromagnetic field. In this case, the antenna 1 is irradiated with the probe 3 by a broadband pulsed signal, which is used as a reference. Then, the registrar 2 registers, with respect to the temporal position of the reference signal, the time dependences of the field amplitudes corresponding to the selected spatial points of the near zone of the antenna 1. Next, the processing unit 8 converts these time dependencies into the frequency domain by means of a spatial Fourier transform. In this case, using the data acquisition and conversion unit 6, the instability of the temporal position of this time dependence is compensated. Then using the processing unit 8 is determined at the required frequencies of the antenna pattern I. I. 2 Il. with "(L

Description

ел ate

tpt/f.ftpt / f.f

Изобретение относитс  к антенной технике и может быть использовано дл определени  пространственных характеристик направленности излучающих уст ройств и рассеивающих объектов в диапазоне частот в радиоастрономии, радиосв зи и т.д.The invention relates to antenna technology and can be used to determine the spatial directivity characteristics of radiating devices and scattering objects in the frequency range in radio astronomy, radio communications, etc.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  блок-схема устройства, реализующего способ определени  диаграммы направленности антенны в диапазоне частот; на фиг. 2 - взаимное временное положение временных зависимостей амплитуд сигнала на выходе исследуемой и опорной антенн.FIG. 1 shows a structural electrical block diagram of a device that implements a method for determining the antenna radiation pattern in a frequency band; in fig. 2 - mutual temporary position of the time dependences of the amplitudes of the signal at the output of the investigated and reference antennas.

Устройство дл  определени  диаграммы направленности антенны в диапа зоне частот содержит исследуемую антенну 1, регистратор 2 (например, двухканальный стробоскопический осциллограф ), зонд 3, установленный с возможностью перемещени  в ближней зоне исследуемой антенны 1, опорную антенну 4, источник 5 широкополосньк импульсных сигналов, блок 6 сбора и преобразовани  данных, блок 7 сканировани , блок 8 обработки. Регистра- тор 2 соединен с выходом синхронизации источника 5.A device for determining the antenna radiation pattern in the frequency range contains the antenna 1 under test, a recorder 2 (for example, a two-channel stroboscopic oscilloscope), a probe 3 mounted for movement in the near zone of the antenna under study 1, a reference antenna 4, a source of wide-band pulse signals 5, a block 6 collect and convert data, scan unit 7, processing unit 8. Registrar 2 is connected to the output of source synchronization 5.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Формируют широкополосный импульсный сигнал с помощью источника 5. Облучают исследуемую антенну 1 широкополосным импульсным электромагнитным полем с помощью зонда 3. Цл  это- го зонд 3 с помощью блока 7 сканировани  устанавливают в заданную точку поверхности сканировани  с координатами (х, у) и ориентируют Е-плоскость зонда 3 параллельно оси х поверхности сканировани . На выходе исследуемой антенны 1 регистрируют временную за- висимость амплитуды импульсного сигнала S (t), соответствующего заданной точке (х, у) поверхности сканировани , с помощью регистратора 2. При регистрации осуществл ют фикса- цмо взаимного временного положени  временных зависимостей амплитуд импульсного сигнала S „ (t) на выходе исстдуемой антенны и опорного сиг- HJ la S°(t), которым  вл етс  излучаемый широкополосный импульсный сигнал .The broadband pulsed signal is formed with the help of the source 5. The antenna under investigation 1 is irradiated with a broadband pulsed electromagnetic field with the help of the probe 3. With the aid of the scanning unit 7, install this probe with the coordinates (x, y) and orient the E- the plane of probe 3 is parallel to the x-axis of the scanning surface. At the output of the studied antenna 1, the temporal dependence of the amplitude of the pulsed signal S (t) corresponding to a given point (x, y) of the scanning surface is recorded with the aid of the recorder 2. During registration, a fixed fixation of the mutual temporal position of the temporal dependences of the amplitudes of the pulse signal S (T) at the output of the antenna being extended and the reference signal — HJ la S ° (t), which is a radiated broadband pulse signal.

,А,1, A, 1

Дл  этого сигнал S, (t) с выхода исследуемой антенны 1 подают на первый вход регистратора 2, а опорный сигнал S (t) опорной антенны 4 - на его второй вход. При этом осуществл ют синхронизацию регистратора 2 по обоим входам одним синхроимпульсом, поступающим на вход синхронизации регистратора 2 с источника 5. Это обеспечивает жесткую временную фиксацию временных зависимостей амплитуд указанных сигналов на выходах регистратора 2 независимо от прихода импульсов синхронизации.For this, the signal S, (t) from the output of the investigated antenna 1 is fed to the first input of the recorder 2, and the reference signal S (t) of the reference antenna 4 to its second input. In this case, the recorder 2 is synchronized with both inputs by a single clock pulse arriving at the recorder 2 synchronization input from source 5. This ensures a rigid temporary fixation of the time dependences of the amplitudes of these signals at the registrar 2 outputs regardless of the arrival of the synchronization pulses.

Затем с помощью блока 8 обработки преобразует времеиную зависимость амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны 1 в частотную область с помощью преобразовани  Фурье. При этом осуществл ют компен- сацию нестабильности временного положени  этой временной зависимости.Then, using the processing unit 8, transforms the time dependence of the amplitude of the pulse signal at the output of the antenna 1 under investigation into the frequency domain using the Fourier transform. In this case, the instability of the temporal position of this time dependence is compensated.

Дл  этого преобразуют сигналы в цифровую форму с помощью.блока 6 сбора и преобразовани  данных. Затем в одном частном случае определ ют . начальное временное положение временной зависимости амплитуды опорного сигнала и используют его в качестве начала отсчета временной зависимости амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны. Дл  этого, например, программным путем определ ют положение t фронта временной зависимости амплитуды опорного сигнала S Ct) (фиг. 2)For this, the signals are digitized using. A unit 6 for collecting and converting data. Then, in one particular case, it is determined. the initial time position of the time dependence of the amplitude of the reference signal and use it as a reference point of the time dependence of the amplitude of the pulse signal at the output of the antenna under study. To do this, for example, programmatically determine the position t of the front of the time dependence of the amplitude of the reference signal S Ct) (Fig. 2)

Ч - 2 / H - 2 /

где S (t;, )К S (t;), t., t;, ; i-й и (i+1) - моменты времени, в которые производитс  преобразование сигнала S (t) в цифровую форму; К - заданный пороговый уровеньwhere S (t ;,) К S (t;), t., t ;,; i-th and (i + 1) are the points in time at which the signal S (t) is converted into digital form; K - specified threshold level

(фиг. 2).(Fig. 2).

После этого производитс  преобразование Фурье-сигналов S (t):After that, the Fourier transform of S (t) signals is performed:

ic+Tic + T

A.I . ju(i-te)A.I. ju (i-te)

- A.lr A. JQlt-te- A.lr A. JQlt-te

S,. (W) J S (t)l dtS ,. (W) J S (t) l dt

Л;А,1L; A, 1

где S ,n (ti) - спектральные компоненты сигнала S,u (t) на выщью регистратора 2, При этом осуществл ют фиксацию взаимного временного положени  временных зависимостей амплитуд сигнала на выходе исследуемой антенны и опорного сигнала. Затем преобразуют временную зависимость амплитуды импульсного сигнала (t) на выходе исследуемой антенны I вwhere S, n (ti) are the spectral components of the signal S, u (t) on the recorder 2, In this case, the mutual temporal position of the time dependences of the signal amplitudes at the output of the antenna under study and the reference signal is fixed. Then convert the time dependence of the amplitude of the pulse signal (t) at the output of the antenna I under study to

ходе исследуемой антенны 1 в диапазоне частот при ориентации Е-плос- кости зонда 3 параллельно оси X поверхности сканировани ; t - положение фронта временной зависимости амплитуды опорного- сигна- ю частотную область дл  определени the course of the antenna 1 under study in the frequency range when the E-plane of probe 3 is oriented parallel to the X axis of the scanning surface; t is the position of the front of the time dependence of the amplitude of the reference-signal frequency domain to determine

спектральных компонент S (ц). При этом осуществл ют компенсацию нестабильности временного положени  аналогично тому, как это делают при первоначальном положении зонда 3.spectral component of S (c). In this case, the instability of the temporary position is compensated in the same way as for the initial position of the probe 3.

Далее перемещают с помощью блока 7 сканировани  зонд 3 в следующуюNext, the probe 3 is moved using the scan unit 7 to the next

Т - интервал реализации ин- заданную точку поверхности сканировани  с координатами х + их, у & у,T is the implementation interval of the specified point of the scanning surface with x + their coordinates, y & y,

ла ),  вл ющеес  началом отсчета на временной оси, определ емое взаимным временным положением временных за- 15 висимостей S, (t),la), which is the origin on the time axis, determined by the mutual temporal position of the time dependences S, (t),

s Ct); s Ct);

интервал реализации интеграла Фурье, опредещью регистратора 2, При этом осуществл ют фиксацию взаимного временного положени  временных зависимостей амплитуд сигнала на выходе исследуемой антенны и опорного сигнала. Затем преобразуют временную зависимость амплитуды импульсного сигнала (t) на выходе исследуемой антенны I вthe implementation interval of the Fourier integral, determined by the recorder 2; In this case, the mutual temporal position of the time dependences of the amplitudes of the signal at the output of the antenna under study and the reference signal is fixed. Then convert the time dependence of the amplitude of the pulse signal (t) at the output of the antenna I under study to

частотную область дл  определени frequency domain to determine

л емый заданным шагомlegible by a given step

2ТГ UQ - на частотной2TG UQ - on the frequency

оси, а также необходимостью устранени  вли ни  паразитньгх отражений , вызванных объектами , наход щимис  в зоне измерений, Другом частном случае после преобразовани  Сигналов в цифровую форму 30 спектральных компонент S ч (oJ) axes, as well as the need to eliminate the influence of parasitic reflections caused by objects in the measurement zone. Another particular case after the Signals are digitized 30 spectral components S h (oJ)

одновременно с преобразованием в частотную область временной зависимости амплитуды импульсного сигнала на выходе исследуемой антенны преобразуют в частотную область временную -jc зависимость амплитуды опорного сигнала- и перемножают на каждой частоте спектральные компоненты сигнала на выходе исследуемой антенны с комплексно сопр женными компонентами опорно- 40 го сигналаsimultaneously with the temporal dependence of the amplitude of the pulse signal at the output of the antenna being studied, the temporal dependence j of the amplitude of the reference signal is transformed into the frequency domain and multiplied at each frequency the spectral components of the signal at the output of the antenna with the complex-matched components of the reference signal

д ч I - / kчd h I - / kch

S м (о) по координатам х, у:S m (o) in x, y coordinates:

ЧH

+ +

со t with t

Сц)Sc)

IfIf

.n.n

Sv (С0)1Sv (C0) 1

if(if (

a азимутальна  и угломестна  со л ющие диаграммы направленности FU (p,tf), F(J (|5,Cf) дл  каждог чени  частоты наход тс  по формa azimuthal and elevation angle radiation patterns FU (p, tf), F (J (| 5, Cf) for each frequency are in the form

(р,() - - c08 5 Pj;Vc08i(p, () - - c08 5 Pj; Vc08i

§;:;() (р,() - - c08 5 Pj;Vc08i5ei§;:; () (p, () - - c08 5 Pj; Vc08i5ei

г т ,, -icoi -irr т со -I . тгс L. f - . Г- (t)l S (t) .dtj ,) + sin(58inCf92 co8/ieinCf,r t ,, -icoi -irr t -I. tgs L. f -. Г- (t) l S (t) .dtj,) + sin (58inCf92 co8 / ieinCf,

45-145-1

в результате перемножени  определ ют спектральные компоненты сигнала (сд) на выходе исследуемой антенны 1 в диапазоне частот при ориентации Е-плоскости зонда 3 параллельно оси X поверхности сканировани .as a result of multiplication, the spectral components of the signal (sd) at the output of the antenna 1 under study are determined in the frequency range when the E-plane of the probe 3 is oriented parallel to the X-axis of the scanning surface.

После этого с помощью блока 7 сканировани  поворачивают зонд 3 так, что Е-плоскость ее параллельна оси у поверхности сканировани , и регистрируют временную зависимость амплитуды импульсного сигнала S,|u (t) соответствующего заданной точке поверхности сканировани  х, у с помоinfi );After that, using the scanning unit 7, the probe 3 is rotated so that its E-plane is parallel to the axis at the scanning surface, and the time dependence of the amplitude of the pulsed signal S, | u (t) corresponding to a given point of the surface of the scans, is recorded;

F .f ) sinF. Sin

4 (coep ei4 (coep ei

5050

sinsin

fi),fi),

где азимут (f отснитьшаетс  от оси в плоскости ZX, а угол места |S отс 55 тьшаетс  от плоскости zx декартово системы координат х, у, z, оси хн которой совпадают с ос ми х, у вве денной ранее системы координат; с скорость света.where the azimuth (f is located from the axis in the ZX plane, and the elevation angle | S from 55 is from the zx plane of the Cartesian coordinate system x, y, z, whose xn axis coincides with the x and y axes of the previously introduced coordinate system; .

20 и аналогично указанному определ ют спектральные компоненты Д ,. (бЗ), хЛх,ч4&ч в диапазоне частот Дл  этой точки. По окончании обхода всей поверхности Q сканировани  определ ют20 and, similarly to this, the spectral components D,. (БЗ), хЛх, ч4 & h in the frequency range For this point. At the end of the tour, the entire scanning surface Q is determined

25 диаграмму направленности антенны 1 на требуемых частотах с помощью блока 8 обработки. Дл  этого иа каждой требуемой частоте осуществл ют пространственное преобразование Фурье25, the radiation pattern of the antenna 1 at the required frequencies using the processing unit 8. For this, a spatial Fourier transform is performed at each desired frequency.

30 спектральных компонент S ч (oJ) 30 spectral components S h (oJ)

д ч I - / kчd h I - / kch

S м (о) по координатам х, у:S m (o) in x, y coordinates:

ЧH

+ +

со t with t

Сц)Sc)

IfIf

.n.n

Sv (С0)1Sv (C0) 1

if(,)if (,)

dxdy,dxdy

n-1,2n-1,2

a азимутальна  и угломестна  составл ющие диаграммы направленности FU (p,tf), F(J (|5,Cf) дл  каждого значени  частоты наход тс  по формуламThe azimuthal and elevation components of the radiation pattern FU (p, tf), F (J (| 5, Cf) for each frequency value are found by the formulas

(р,() - - c08 5 Pj;Vc08i5einif(p, () - - c08 5 Pj; Vc08i5einif

со -I . тгс L. f - . ,) + sin(58inCf92 co8/ieinCf, with -I. tgs L. f -. ,) + sin (58inCf92 co8 / ieinCf,

-1-one

infi);infi);

sinsin

4 (coep ein(f4 (coep ein (f

5050

sinsin

fi),fi),

где азимут (f отснитьшаетс  от оси t в плоскости ZX, а угол места |S отсчи- тьшаетс  от плоскости zx декартовой системы координат х, у, z, оси хну которой совпадают с ос ми х, у введенной ранее системы координат; с - скорость света.where is the azimuth (f is from the t axis in the ZX plane, and the elevation angle | S is from the zx plane of the Cartesian coordinate system x, y, z, whose xnu axis coincides with the x axis, y axis of the previously entered coordinate system; c is the speed Sveta.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  диаграммы направленности антенны в диапазоне частот , заключающийс  в том, что в рас- крыве исследуемой антенны формируют импульсное электромагнитное поле, регистрируют относительно временного положени  опорного сигнала временные зависимости амплитуд пол , соответст- вующие выбранным пространственным точкам ближней зоны исследуемой антенны , преобразуют их в частотную обS (i)The method of determining the antenna pattern in the frequency range, which consists in forming a pulsed electromagnetic field in opening the antenna under investigation, registers the time dependences of the field amplitudes relative to the selected spatial points of the near zone of the antenna being investigated relative to the time position of the reference signal, and converts them into frequency band (i) io.4afw ofTjcf efrfa ti fpu,2io.4afw ofTjcf efrfa ti fpu, 2 ВНЮтИ Заказ 3872/44VNUTI Order 3872/44 Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production polygr, pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4 ласть посредством пространственного преобразовани  Фурье, и определ ют на требуемых частотах диаграмму направленности исследуемой антенны, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, импульсное электромагнитное поле в раскрьше исследуемой антенны формируют широкополосным , при этом облучают исследуемую антенну широкополосным импульсным сигналом, который используют в качестве опорного.power through spatial Fourier transform, and the antenna pattern of the antenna under investigation is determined at the required frequencies, characterized in that, in order to improve the accuracy, the pulsed electromagnetic field in the undercut of the antenna being studied is formed by a wideband antenna, while the irradiated antenna is being irradiated with a broadband pulse signal that is used as reference. ОпорныйSupporting Тираж 772ПодписноеCirculation 772 Subscription
SU864026259A 1986-01-02 1986-01-02 Method of determining aerial frequency-band directional pattern SU1415203A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864026259A SU1415203A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Method of determining aerial frequency-band directional pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864026259A SU1415203A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Method of determining aerial frequency-band directional pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1415203A1 true SU1415203A1 (en) 1988-08-07

Family

ID=21223019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864026259A SU1415203A1 (en) 1986-01-02 1986-01-02 Method of determining aerial frequency-band directional pattern

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1415203A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526891C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of measuring beam characteristics of active/passive phased antenna array

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 378778, кл. G 01 R 29/10, 1973. Авторское свидетельство СССР 1141351 кл.,Гт 01 R 29/10, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2526891C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of measuring beam characteristics of active/passive phased antenna array

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5235341A (en) Method and system for measuring the position of lightning strokes
KR100336550B1 (en) Direction finder and device for processing measurement results for the same
CN103616569A (en) Method for correcting near-field test phases of millimeter wave plane
WO2018196254A1 (en) Amplitude-phase correction method and system for microwave imaging system
RU146508U1 (en) SHORT-PULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN TWO PLANES AND WITH HIGH-PRECISE MEASUREMENT OF COORDINATES AND SPEED OF OBJECTS
CN114047387B (en) System and method for testing radiation direction of electronic radiation system
US4206639A (en) Doppler acoustic wind sensor
RU2399062C1 (en) Ionospheric probe-direction finder
CN112799012B (en) Broadband interferometer lightning positioning method and system based on pulse matching
SU1415203A1 (en) Method of determining aerial frequency-band directional pattern
CN111856425A (en) Non-rigid body target electromagnetic characteristic simulation test method
Zhang et al. A phase error calibration method for distributed VHF radar system
CN115079112B (en) Test system and test method for near-earth dynamic RCS (Radar Cross section) test of aero-engine
Williamson et al. Techniques for digital array radar planar near-field calibration by retrofit of an analog system
Viikari et al. A feed scanning based APC technique for compact antenna test ranges
Gupta Stray signal source location in far-field antenna/RCS ranges
Garmatyuk et al. SAR imaging using a coherent ultrawideband random noise radar
RU2385467C1 (en) Method for spatial polarisation-sensitive localisation of multibeam radio signals
Tofani et al. Bistatic scattering of absorbing materials from 30 to 1000 MHz
Geise et al. Ka-band measurement results of the irregular near-field scanning system PAMS
Wang et al. Comparison of EMC Chamber Debugging Techiniques above 1GHz
SU1429056A1 (en) Method of determining aerial directional radiation pattern in frequency band
Lepekhina et al. Spaceborne SAR Radiometric Calibration and Characterization Using a Radar Target Simulator
Jones The interpretation of radar echoes from altitudes near 100 km using a phased antenna array
Walton et al. Imaging of a compact range using autoregressive spectral estimation (radiation patterns measurement)