SU1474563A1 - Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array - Google Patents

Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array Download PDF

Info

Publication number
SU1474563A1
SU1474563A1 SU864085449A SU4085449A SU1474563A1 SU 1474563 A1 SU1474563 A1 SU 1474563A1 SU 864085449 A SU864085449 A SU 864085449A SU 4085449 A SU4085449 A SU 4085449A SU 1474563 A1 SU1474563 A1 SU 1474563A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
microwave
output
input
frequency divider
amplifier
Prior art date
Application number
SU864085449A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Алексеевич Летунов
Сергей Семенович Старовойтов
Сергей Владимирович Качанов
Ольга Евгеньевна Евтюхина
Олег Михайлович Оболоник
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2489
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 Предприятие П/Я В-2489 filed Critical Предприятие П/Я В-2489
Priority to SU864085449A priority Critical patent/SU1474563A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1474563A1 publication Critical patent/SU1474563A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к антенным измерени м. Цель изобретени  - повышение точности измерени  амплитудно-фазового распределени  пол  фазированной антенной решетки (ФАР). Устр-во содержит генератор 1 СВЧ, усилитель 2 мощности, каретку 4 сканера, на которой размещены зонд-коллиматор 5 и блок СВЧ 6, а также подвижный СВЧ-тракт 7 св зи, СВЧ-блок распределени  8, блок управлени  9 и блок обработки 10 промежуточной и низкой частоты. В устр-ве осуществл етс  формирование сигнала опорного канала и формирование измерительного сигнала, поступающего на испытуемую ФАР 3. Дл  устранени  амплитудной нестабильности коэф. передачи тракта 7, играющей паразитную роль, используетс  система автоматической регулировки усилени  (АРУ) в блоке СВЧ 6. Дл  этого смесь измерительного сигнала и сигнала АРУ одновременно проходит тракт регулируемого усилител  блока СВЧ 6, а затем сигнал АРУ отфильтровываетс . После уравнивани  коэф. передачи и фазовых сдвигов измерительных каналов в каждом из этих каналов выдел ютс  уровни, пропорциональные значени м квадратурных компонент векторов пол  СВЧ в раскрыве ФАР 3. 1 ил.The invention relates to antenna measurements. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of the amplitude and phase distribution of a phased antenna array (PAR). The device contains a microwave generator 1, a power amplifier 2, a scanner carriage 4 on which a probe collimator 5 and a microwave 6 are placed, as well as a mobile microwave path 7, a microwave distribution unit 8, a control unit 9 and a processing unit 10 intermediate and low frequency. In the device, the signal of the reference channel is formed and the measurement signal is fed to the tested HEADLIGHT 3. To eliminate the amplitude instability of the coefficients. The transmission path 7, which plays a spurious role, uses an automatic gain control system (AGC) in the microwave unit 6. To do this, the mixture of the measuring signal and the AGC signal simultaneously passes the path of the adjustable amplifier of the RF microwave 6, and then the AGC signal is filtered out. After equalization coefficients. the transmission and phase shifts of the measuring channels in each of these channels are allocated levels proportional to the values of the quadrature components of the microwave field vectors in the openings PAR 3. 1 sludge.

Description

toto

первый детектор 57, второй детектор 58, первый фильтр 59 нижних частот второй фильтр 60 нижних частот, пер вый усилитель 61 посто нного тока (УПТ), второй УПТ 62, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) второй АЦП 64, делитель 65 частоты на К.the first detector 57, the second detector 58, the first low pass filter 59 the second low pass filter 60, the first DC amplifier 61, the second UPT 62, the first analog to digital converter (ADC) the second ADC 64, the frequency divider 65 TO.

Устройство работает следующим о разом.The device works the next time.

В начале рассмотрим формирование сигнала опорного канала. Сигнал от СВЧ-генератора 1 проходит через уси литель мощности, второй направленны 5 ответвитель 12, третий направленный ответвитель 34t второй ферритовый циркул тор 44, первый ферритовый циркул тор 23, второй вентиль 19, д одную секцию 42, третий вентиль 29 на выходе которого СВЧ-сигнал опорного канала имеет видIn the beginning we consider the formation of the signal of the reference channel. The signal from the microwave generator 1 passes through the power amplifier, the second directional 5 coupler 12, the third directional coupler 34t the second ferrite circulator 44, the first ferrite circulator 23, the second valve 19, each section 42, the third valve 29 at the output of which microwave -signal reference channel has the form

2020

Изобретение относитс  к антенным измерени м и может использоватьс  дл  измерени  параметров ФАР в ближней зоне на автоматизированных стендах .The invention relates to antenna measurements and can be used to measure PAR parameters in the near field on automated stands.

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

На чертеже представлена структурна  электрическа  блок-схема многоканального устройства дл  измерени  амплитудно-фазового распределени  ,(АФР) пол  фазированной антенной решетки (ФАР).The drawing shows a structural electrical block diagram of a multi-channel device for measuring the amplitude-phase distribution, (AFR) field of a phased antenna array (PAR).

Многоканальное устройство дл  измерени  амплитудно-фазового распределени  пол  ФАР содержит СВЧ- генератор 1, усилитель 2 мощности, испытуемую ФАР 3, каретку сканера 4, зонд-коллиматор 5, СВЧ-блок 6, подвижный СВЧ-тракт 7 св зи, СВЧ-блок 8 распределени , блок 9 управлени , блок 10 обработки промежуточной и низкой частоты, первый направленный ответвитель 11, второй направленный ответвитель 12, первый вентиль 13, первый смеситель 14, первый ПЧ-усили- тель 15, второй смеситель 16, первый двухразр дный фазовращатель 17, второй ПЧ-усилитель 18, второй вентильA multichannel device for measuring the amplitude-phase distribution of the field HEADLIGHTS includes a microwave generator 1, a power amplifier 2, the test phased array 3, a scanner carriage 4, a probe collimator 5, a microwave unit 6, a mobile microwave path 7, a microwave unit 8 distribution, control unit 9, intermediate and low frequency processing unit 10, first directional coupler 11, second directional coupler 12, first valve 13, first mixer 14, first IF amplifier 15, second mixer 16, first two-bit phase shifter 17, second IF amplifier 18, second valve

19,первый регулируемый ПЧ-усилитель19, first adjustable IF amplifier

20,первый детектор 21 АРУ, первый делитель 22 частоты на 2, первый ферритовый циркул тор 23э первый СВЧ- сумматор 24, первый квадратичный детектор 25, одноразр дный фазовращатель 26, СВЧ-первключатель 27, управл емый фазовращатель 28 на 90°, третий вентиль 29, второй квадратичный детектор 30, второй СВЧ-сумматор 31, второй регулируемый ПЧ-усилитель 32, ПЧ-сумматор 33, третий направленный ответвитель 34, первый полосовой фильтр 35, четвертый вентиль 36, второй детектор 37 АРУ, второй двухразр дный фазовращатель 38, второй полосовой фильтр 39, п тый вентиль 40 амплитудный модул тор 41 диодную секцию 42, шестой вентиль 43, второй20, the first AGC detector 21, the first frequency divider 22 by 2, the first ferrite circulator 23e, the first microwave adder 24, the first quadratic detector 25, the one-bit phase shifter 26, the microwave first switch 27, the controlled phase shifter 28 by 90 °, the third valve 29, the second quadratic detector 30, the second microwave adder 31, the second adjustable IF amplifier 32, the IF accumulator 33, the third directional coupler 34, the first band-pass filter 35, the fourth valve 36, the second AGC detector 37, the second two-bit phase shifter 38, the second band-pass filter 39, fifth valve 40 am 41 litudny modulator section diode 42, the sixth valve 43, the second

ферритовый циркул тор 44, подмодул - 0 „зовых манипул ций при переключенииferrite circulator 44, submodule - 0 "basic manipulation when switching

) VTKB(t)cosCwet + )H) VTKB (t) cosCwet +) H

25 где V, - амплитуда сигнала о/2 17 - частота сигнала генератора СВЧ; K0(t), -f0(t) временные амплитудна и фазова  нестабильности, по вившие вследствие деформаций подвижного25 where V, is the amplitude of the signal o / 2 17 is the frequency of the microwave generator signal; K0 (t), -f0 (t) temporal amplitude and phase instabilities due to deformations of the rolling

30 СВЧ-тракта 7 св зи при перемещении каретки сканера 4; t - врем .30 microwave path 7 communication when moving the scanner carriage 4; t - time

Далее сигнал (1) подвергаетс  двой ной фазовой манипул ции с помощью пер вого двухразр дного фазовращател  17 переключающего дискреты фазовых сдви гов 0-180°, 0-90° с частотами сигнаNext, the signal (1) is subjected to double phase manipulation with the help of the first two-digit phase shifter 17 of switching the phase shifts of 0-180 °, 0-90 ° with signal frequencies

лов, поступающих с делител  тоты на m и второго делител  тоты на 2:the catch coming from the divider on m and the second divider on 2:

46 час- 47 час46 hours - 47 hours

4040

J4(t) VlKc(t)cosCu)0t + | +J4 (t) VlKc (t) cosCu) 0t + | +

ii 2 + ii 2 +

4 и4 and

4545

XX

ii S ii s

- sin n Я,t n - sin n I, t n

+ 04+ 04

n,n,

X M/n sinn- t+u(t),X M / n sinn- t + u (t),

П 1,3,5 P 1,3,5

где 92 , б, /4 - индексы фатор 45, делитель 46 частоты на т, второй делитель 47 частоты на 2, делитель 48 частоты на р, логический коммутатор 49, делитель 50 частоты на q, третий делитель 51 частоты на 2, делитель 52 частоты на 1, ПЧ-ком- мутатор 53, n подстраиваемых ПЧ-уси- лителей 54, подстраиваемые ПЧ-фазо- вращатели 55,фазовращатель 56 на 90°,where 92, b, / 4 - indexes fator 45, frequency divider 46 by t, second frequency divider 47 by 2, frequency divider 48 by p, logic switch 49, frequency divider 50 by q, third frequency divider 51 by 2, divider 52 frequencies on 1, IF-switch 53, n adjustable IF amplifiers 54, adjustable IF-phase rotator 55, phase shifter 56 by 90 °,

дискретов соответственно 180 и 90°-го Јl,/2ff ft,/ частоты переключени180 and 90 ° Јl, / 2ff ft, / switching frequency, respectively

Конкретно частоты переключени  фазовых сдвигов при частоте подмоду гг л тора, представл ющего собой кварцевый генератор 20 МГц, и коэффициенте делени  m 60, могут составл ть соответственно 90°-го 333,33 кГц и 180°-го 166,66 кГц.Specifically, the switching frequency of the phase shifts at the frequency of the gg of the torus submodus, which is a 20 MHz crystal oscillator, and the division factor m 60, can be respectively 90 ° 333.33 kHz and 180 ° 166.66 kHz.

первый детектор 57, второй детектор 58, первый фильтр 59 нижних частот, второй фильтр 60 нижних частот, первый усилитель 61 посто нного тока (УПТ), второй УПТ 62, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 63, второй АЦП 64, делитель 65 частоты на К.the first detector 57, the second detector 58, the first low-pass filter 59, the second low-pass filter 60, the first DC amplifier 61, the second UPT 62, the first analog-to-digital converter (ADC) 63, the second ADC 64, divider 65 frequencies on K.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В начале рассмотрим формирование сигнала опорного канала. Сигнал от СВЧ-генератора 1 проходит через усилитель мощности, второй направленный 5 ответвитель 12, третий направленный ответвитель 34t второй ферритовый циркул тор 44, первый ферритовый циркул тор 23, второй вентиль 19, диодную секцию 42, третий вентиль 29s на выходе которого СВЧ-сигнал опорного канала имеет видIn the beginning we consider the formation of the signal of the reference channel. The signal from the microwave generator 1 passes through the power amplifier, the second directional 5 coupler 12, the third directional coupler 34t, the second ferrite circulator 44, the first ferrite circulator 23, the second valve 19, the diode section 42, the third valve 29s at the output of which the microwave signal the reference channel has the form

00

) VTKB(t)cosCwet + )Hl)) VTKB (t) cosCwet +) Hl)

где V, - амплитуда сигнала о/2 17 - частота сигнала генератора СВЧ; K0(t), -f0(t) временные амплитудна  и фазова  нестабильности, по вившиес  вследствие деформаций подвижногоwhere V, is the amplitude of the signal o / 2 17 is the frequency of the microwave generator signal; K0 (t), -f0 (t) temporal amplitude and phase instabilities due to deformations of the rolling

СВЧ-тракта 7 св зи при перемещении каретки сканера 4; t - врем .Microwave path 7 when moving the scanner carriage 4; t - time

Далее сигнал (1) подвергаетс  двойной фазовой манипул ции с помощью первого двухразр дного фазовращател  17, переключающего дискреты фазовых сдвигов 0-180°, 0-90° с частотами сигнапоступающих с делител  на m и второго делител  на 2:Next, the signal (1) is subjected to double phase manipulation using the first two-bit phase shifter 17, which switches the phase shifts from 0-180 °, 0-90 ° with the signal-receiving frequency from the divider to m and the second divider by 2:

46 час- 47 часJ4 (t) VlKc(t)cosCu)0t + | +46 hours - 47 hours J4 (t) VlKc (t) cosCu) 0t + | +

ii 2 + ii 2 +

4 и4 and

5five

XX

ii S ii s

- sin n Я,t n - sin n I, t n

(2)(2)

+ 04+ 04

n,n,

X M/n sinn- t+u(t),X M / n sinn- t + u (t),

П 1,3,5 P 1,3,5

где 92 , б, /4 - индексы фа„зовых манипул ций при переключенииwhere 92, b, / 4 - indices of phase manipulations when switching

дискретов соответственно 180 и 90°-го, Јl,/2ff ft,/ частоты переключени .The samples are 180 and 90 °, respectively, Јl, / 2ff ft, / switching frequency.

Конкретно частоты переключени  фазовых сдвигов при частоте подмоду- л тора, представл ющего собой кварцевый генератор 20 МГц, и коэффициенте делени  m 60, могут составл ть соответственно 90°-го 333,33 кГц и 180°-го 166,66 кГц.Specifically, the switching frequency of the phase shifts at the frequency of the submodulator, which is a 20 MHz crystal oscillator, and the division factor, m 60, can be, respectively, 90 ° 333.33 kHz and 180 ° 166.66 kHz.

Сигнал вида (2), пройд  четвертый вентиль 36, .третий направленный от- ветвитель 1-1 , в обратном направлении поступает на вход ферритового цирку- л тора 23, проходит подвижный СВЧ- тракт 7 св зи, ферритовый циркул - тор 44, на другом выходе которого он приобретает видA signal of the form (2), passing the fourth valve 36, the third directional tap 1-1, in the opposite direction arrives at the input of the ferrite circulator 23, passes the mobile microwave path 7 of the communication, the ferrite circulator 44, other output of which he takes on the form

U3(t) V3K20(t),0t + | +U3 (t) V3K20 (t), 0t + | +

2f.(t)J.2f. (T) j.

Квадрат амплитудной нестабильности и удвоенна  фазова  нестабильност в выражении (3) соответствуют двукратному прохождению сигнала через подвижный СВЧ-тракт св зи в пр мом и обратном направлени х.The square of the amplitude instability and the double phase instability in the expression (3) correspond to the double passage of the signal through the mobile microwave communication path in the forward and reverse directions.

На другой вход СВЧ-сумматора 31 .поступает сигнал с направленного от- ветвител  34, прошедший вентиль 40, двухразр дный управл емый СВЧ-фазо- вращатель 38, вентиль 43 и так же подвергнутый двойной фазовой манипул ции с теми же индексами, но с другими модулирующими частотами, поступающими с выхода делител  48 частоты на р и выхода третьего делител  51 на 2:The other input of the microwave adder 31. Receives a signal from the directional branch 34, a passed valve 40, a two-bit controlled microwave phase-shifter 38, a valve 43 and also subjected to double phase manipulation with the same indices, but with different modulating frequencies coming from the output of the splitter 48 frequency at p and the output of the third divider 51 to 2:

U4(t) V4cos Wot +y + - +U4 (t) V4cos Wot + y + - +

1one

Ь 1,3,5 КL 1,3,5 K

Ј sinKSl2t +Ј sinKSl2t +

(4)(four)

II

fcs,3,Sfcs, 3, s

т t

Ј sin К -2-tJ ,Ј sin K -2-tJ,

а на выходе квадратичного детектора 30 сигнал становитс  пропорционален U5(t)| .and at the output of the quadratic detector 30, the signal becomes proportional to U5 (t) | .

Регулируемый ПЧ-усилитель 32 своей селективной нагрузкой выдел ет сигнал с частотойAn adjustable IF amplifier 32 with its selective load allocates a signal at a frequency of

. 2 и. 2 and

10ten

1515

ь s

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

Сигнал на выходе регулируемого ПЧ-усилител  32, настроенного наThe output signal of the adjustable inverter amplifier 32, configured to

Я, -Л ,„- частоту принимает вид:I, -L, „- frequency takes the form:

Ufc (t) V6 К20 (t) cos2 и ( t) cos(--™3) t- - VeK|(t)(t) sin()t - (6) V( K (t) cos + 2Ц, (t) .Ufc (t) V6 K20 (t) cos2 and (t) cos (- ™ 3) t- - VeK | (t) (t) sin () t - (6) V (K (t) cos + 2C, (t).

С выхода регулируемого ПЧ-усилител  32 сигнал поступает на детектор АРУ, который вырабатывает уровень, пропорциональный 1/K2o(t), заставл   таким образом усилитель 32 мен ть свой коэффициент усилени , поддержива  посто нной амплитуду выходного сигналаFrom the output of the adjustable IF amplifier 32, the signal goes to the AGC detector, which produces a level proportional to 1 / K2o (t), thus causing the amplifier 32 to change its gain factor, maintaining a constant amplitude of the output signal

U7(t) v7cos()t-H2i/0(t) (7)U7 (t) v7cos () t-H2i / 0 (t) (7)

В данном случае частота сигнала (7) равна 27,77 кГц. Далее сигнал (7) переноситс  на частоту, равную суммарной частоте от взаимодействи  сигналов с частотами 27,77 и 138,88 кГц, т.е. равную 166,66 кГц. Второй раз с помощью смесителей 16 и ПЧ-усилител  18 сигнал переноситс  на частоту, равную разностной частоте от взаимодействи  сигналов, 166,66 и 111,11 кГц, т.е. равную 55,55 кГц. На другой вход смесител  подаетс  сигнал с делител  52 частоты на 1 (1 180). Таким образом на выходе второго УПЧ 18 сигнал можно записать в виде:In this case, the frequency of the signal (7) is 27.77 kHz. Next, signal (7) is transferred to a frequency equal to the total frequency from the interaction of signals with frequencies of 27.77 and 138.88 kHz, i.e. equal to 166.66 kHz. The second time using the mixers 16 and the IF amplifier 18, the signal is transferred to a frequency equal to the difference frequency from the interaction of the signals, 166.66 and 111.11 kHz, i.e. equal to 55.55 kHz. To the other input of the mixer, a signal is supplied from the divider 52 frequencies to 1 (1,180). Thus, at the output of the second control, the signal can be written in the form:

где Я4/2 - частота сигнала, поступающего с выхода делител  частоты на р.оwhere Я4 / 2 is the frequency of the signal coming from the output of the frequency divider on p.

Конкретно частота г- при рSpecifically, the frequency of g - p

72 Ъ 72 b

может составл ть 277,77 кГц, т- 138,88 кГц.may be 277.77 kHz, t is 138.88 kHz.

На выходе СВЧ-сумматора 31 выделетс  сумма сигналовThe output of the microwave adder 31 is allocated the sum of the signals

Us(t) UjCt) + U4(t),Us (t) UjCt) + U4 (t),

(5)(five)

U.(t) VecosU. (t) Vecos

Сигнал на выходе делител  22 частоты можно представить в следующем виде:The signal at the output of the frequency divider 22 can be represented as follows:

9(t) V9cos()t+ (t)j. (8)9 (t) V9cos () t + (t) j. (eight)

Частота сигнала (9) в данном случае равна 27,77 кГц, при этом видно, что в нем присутствует только фазоUThe frequency of the signal (9) in this case is equal to 27.77 kHz, while it can be seen that only the phase is present in it

ва  нестабильность подвижного опорного СВЧ-тракта св зи.the instability of the mobile reference microwave path.

Рассмотрим формирование измерительного сигнала, поступающего с направленного ответвител  12 на исследуемую ФАР 3, принимающегос  зондом-коллиматором 5, на входах управл емых дискретных СВЧ-фазовращателей которого его можно представить в виде:Consider the formation of a measuring signal coming from a directional coupler 12 to the studied PARAM 3, the receiving probe collimator 5, at the inputs of controlled discrete microwave phase shifters of which can be represented as:

U;o(t)V,U; o (t) V,

U c (t)V,0K;K;cos u;ot4.(f;+ i/;(9)U c (t) V, 0K; K; cos u; ot4. (F; + i /; (9)

где К..,; - начальные константы затуханий сигналов измерительных каналов К х.. .К - коэффициенты затухани  сигналов измерительных каналовjwhere K ..,; - initial attenuation constants of signals of measuring channels K x ... K - attenuation coefficients of signals of measuring channels j

( начальные константы фазовых(initial phase constants

U, (t) U, (t)

Я,I,

vXK;cos wet+5+6a4 sinK-2-2t+v kVhKXcoe{4t + 4vXK; cos wet + 5 + 6a4 sinK-2-2t + v kVhKXcoe {4t + 4

и;, (t .and ;, (t.

vf1K;K;cos u 0t+| + v,, K;Kjcoet4t + wvf1K; K; cos u 0t + | + v ,, K; Kjcoet4t + w

SitSit

где 5частота переключени  дискрета s поступающа  с выхода логического коммутатора 49, - , F - частота переключени  выходов модулирующих сигналов с логического коммутатора 49.where 5 is the switching frequency of the sampling s coming from the output of the logic switch 49, -, F is the switching frequency of the outputs of the modulating signals from the logical switch 49.

Сигналы вида (10) с помощью СВЧ- переключател  27 поочередно подклюсдвигов сигналов измерительных кана- фазовые сдвиги сигналов ,Signals of the form (10) with the help of the microwave switch 27 alternately connecting the switching signals of the measuring channel to the phase shifts of the signals

лов, определ емые фазовым распределе ; 1 - номер измерительнием пол  ФАР; ного канала,catches determined by phase distribution; 1 - number measuring floor PAR; foot channel,

В управл емых одноразр дных фазовращател х 26 используетс  только один 180°-й дискрет переключени  фазового сдвига. Управл ющие сигналы на фазовращатели подаютс  с выходов логического коммутатора, осуществл ющего поочередное подключение сигнала с делител  частоты на 2 на входыIn controlled single-bit phase shifters 26, only one 180 ° th phase shift switch is used. The control signals to the phasers are supplied from the outputs of the logic switch, which alternately connects the signal from the frequency divider to 2 inputs

каждого управл емого СВЧ-фазовращател  Управление коммутацией модулирующего сигнала осуществл етс  сигна- лом с делител  50 частоты на q (q 400). Таким образом, на выходахeach controlled microwave phase shifter The control of the switching of the modulating signal is performed by a signal from frequency divider 50 per q (q 400). So on the outs

Управл емых дискретных СВЧ-фазовращателей сигналы можно записать в следующем виде:Controlled discrete microwave phase shifters signals can be written in the following form:

Я,I,

4 sinK-2-2t+v 44 sinK-2-2t + v 4

(10)(ten)

hh

,3,S3 S

| sinK-1 -n/i+t/ij| sinK-1 -n / i + t / ij

}-,} -,

- Т Јt I Т- T It I T

Y т,  Y t,

чаютс  на вход другого управл емого дискретного СВЧ-фазовращател , имеющего тоже один фазовый дискрет (0-90°). На входе данного управл емого дискретного СВЧ-фазовращател  с учетом того, что СВЧ-переключатель работает в такт с подачей управл ющих (модулирующих) сигналов на одноразр дные фазовращатели 26, сигнал можно представить в виде:They are input to another controlled discrete microwave phase shifter, which also has one phase discrete (0-90 °). At the input of this controlled discrete microwave phase shifter, taking into account that the microwave switch operates in time with the supply of control (modulating) signals to single-digit phase shifters 26, the signal can be represented as:

На выходе управл емого фазовращател  28 на 90 сигнал опишетс  выражениемAt the output of the controlled phase shifter 28 by 90, the signal is described by the expression

u13(tWu13 (tW

V13KXvcosOct + i.fl+flt| i ЈsinKatt+02| Ј IsinK-S +MpV13KXvcosOct + i.fl + flt | i ЈsinKatt + 02 | Ј IsinK-S + Mp

Ks -Sf 5K i iKs -Sf 5K i i

(12)(12)

V13KXc°s 4t+5+Z+eit Z |sinKfl,t + e4 Ј ЈsinK4W O чи k.f(S/j ,э.5V13KXc ° s 4t + 5 + Z + eit Z | sinKfl, t + e4 Ј insinK4W O chi k.f (S / j, e.5

Т тT t

1one

HH

Таким образом, сигнал вида (12) оказываетс  подвергнут фактически такой же двойной фазовой манипул ции Отличи  сигнала вида (12) от сигнала вида (4) заключаютс  фактически в том, что сигнал (12) подвергнут дополнительной одновременно амплитудной и фазовой манипул ции с частотой (низкой частотой), поступающей с делител частоты на q и формирующей многоканальную последовательную структуру измерительного сигнала..Формула (12) также показывает, что глубина (или индексы) амплитудно-фазовой манипул ции измерительного сигнала по низкой модулирующей частоте зависит отThus, a signal of the form (12) appears to be subjected to virtually the same dual phase shift keying. The difference of the signal of the shape of (12) from a signal of the shape of (4) is actually that the signal (12) is subjected to additional amplitude and phase shift simultaneously with frequency ( low frequency) coming from the frequency divider by q and forming a multi-channel sequential structure of the measuring signal. The formula (12) also shows that the depth (or indices) of the amplitude-phase manipulation of the measuring signal is low modulating frequency depends on

V,4 KXyCOs t + %(t),-i/;- JK (t); V, 4 KXyCOs t +% (t), - i /; - JK (t);

uu(t) чuu (t) h

vnKiK s i™t+ ) - ;- к,соvnKiK s i ™ t +) -; - to, with

Дл  того, чтобы избавитьс  в выражении (13) от коэффициента K0(t), т.е. от амплитудной нестабильности коэффициента передачи подвижного СВЧ- тракта 7 св зи, играющей паразитную роль, предназначена система автоматической регулировки усилени  (АРУ), состо ща  из амплитудного модул тора 41, второго полосового фильтра 39, ПЧ-сумматора 33, первого полосового фильтра 35 и детектора 21 АРУ. С диодной секции 42 выдел етс  уровень , пропорциональный 1/K0(t). Этот уровень с помощью амплитудногоIn order to get rid of the coefficient K0 (t) in expression (13), i.e. From the amplitude instability of the transmission coefficient of the moving microwave path 7 of the communication, which plays a parasitic role, an automatic gain control system (AGC) is intended, consisting of an amplitude modulator 41, a second band-pass filter 39, an IF adder 33, a first band-pass filter 35 and a detector 21 AGC. From the diode section 42, a level proportional to 1 / K0 (t) is allocated. This level using amplitude

K i iK i i

Т тT t

1one

HH

Т. i T. i

коэффициентов затухани  и фазовых сдвигов, определ емых АФР пол  ФАР, а также от констант затуханий и начальных фазовых сдвигов СВЧ-трактов измерительных каналов. Последние источники модул ции измерительного сигнала необходимо устранить, что далее будет произведено по ПЧ измерительных сигналов.attenuation coefficients and phase shifts determined by the AFR field of the HEADLIGHTS, as well as from the attenuation constants and initial phase shifts of the microwave paths of the measuring channels. The latest sources of modulation of the measuring signal must be eliminated, which will be further produced by the IF measuring signals.

Учитыва  только частотную компоП ,- ненту, содержащую II, котора Taking into account only the frequency component, nentu containing II, which

затем будет выделена регулируемым ПЧ-усилителем 20, сигнал на выходе квадратичного детектора 25 опишетс  выражениемthen it will be allocated by an adjustable IF amplifier 20, the signal at the output of the quadratic detector 25 will be described by the expression

Т21 T21

т . t « -гt. t «-г

1G

(13)(13)

-Т t 4 Т.-T t 4 T.

модул тора 41 и полосового фильтра превращаетс  в синусоидальный сигнал частоты 100 кГц и складываетс  с измерительным сигналом 04) в Q ГГЧ-сумматоре 33. Причем на управл ющий вход амплитудного модул тора поступает сигнал с выхода делител  частоты на К (К 200). Смесь измерительного сигнала и сигнала АРУ одновременно проходит тракт регулируемого ПЧ-усилител  20, затем сигнал АРУ (100 кГц) отфильтровываетс  первым полосовым фильтром 35, обратно превращаетс  в уровень, пропорциональный 1/Ka(t) с помощью детектора 21 АРУ и заставл ет регулируемый ПЧ-усилитель 20 мен ть свой коэффициент передачи, поддержива  амплитуду выходного сигнала, не з с щую от величины K0(t).modulator 41 and bandpass filter is converted into a 100 kHz sinusoidal signal and added to the measuring signal 04) in the Q ГГЧ-adder 33. Moreover, the control input of the amplitude modulator receives a signal from the output of the frequency divider by K (K 200). The mixture of the measuring signal and the AGC signal simultaneously passes the path of the adjustable IF amplifier 20, then the AGC signal (100 kHz) is filtered out by the first bandpass filter 35, turned back into a level proportional to 1 / Ka (t) using the AGC detector 21 and causes the adjustable IF -amplifier 20 to change its transmission coefficient, maintaining the amplitude of the output signal, which does not depend on the value of K0 (t).

uf(t)uf (t)

Таким образом, сигнал видаThus, the signal type

Vf5KXcos - - + (t) Vf5KXcos - - + (t)

1one

(14)(14)

ТT

т 1 t 1

г гg g

vfJKXcoe|--Ј t + u.(t) - ;vfJKXcoe | --Ј t + u. (t) -;

Т - 1T - 1

t 4Т t 4Т

поступает на вход ПЧ-коммутатора 53 ществл ет временное разделение изме- блока 10 ПЧ и НЧ обработки.рительных каналов по промежуточнойarrives at the input of the IF switch 53, there is a temporary separation of the block of the 10 IF and LF processing of the helix channels through the intermediate

частоте и управл етс  той же частоПЧ-коммутатор 53 осуществл ет об- той, что и СВЧ-переключатель 27. ратное преобразование по отношению Сигналы на выходах ПЧ-коммутатора к СВЧ-переключателю 27,т.е. он осу- запишутс  следующим образом:frequency and is controlled by the same frequency IF switch 53 performs the same as the microwave switch 27. Real-time conversion with respect to the signals at the outputs of the IF switch to the microwave switch 27, i.e. it is written as follows:

(t (t

|vKK;K;cos - t + (,.t -i/;-4 o t«l | vKK; K; cos - t + (,. t -i /; - 4 o t "l

U,26(tU, 26 (t

и; and;

vtt K;K;COS + v.(t) - v;- t тvtt K; K; COS + v. (t) - v; - t t

i ir-T i ir-T

00

Полоса пропускани  подстраиваемых п т-усилителей 54 рассчитана лишь на возможное изменение (скорость изменени ) измер емых параметров 1р и не захватывает спектральные составл ющие частоты F. Поэтому на вы- 45 ходах подстраиваемых усилителей ПЧ-сигналы будут иметь непрерывный видThe bandwidth of the tunable n t-amps 54 is designed only for a possible change (change rate) of the measured parameters 1p and does not capture the spectral components of frequency F. Therefore, at the outputs of the tunable amplifiers, the IF signals will have a continuous appearance

U|7 (t)Vn кХсоД- ™Ч+ /l,(t)-i/x-XU | 7 (t) Vn kHsoD- ™ H + / l, (t) -i / x-X

2п t) (16)2p t) (16)

u;7 (t)Vn K K;cos --r-V(t)-u x-cfj55u; 7 (t) Vn K K; cos - r-V (t) -u x-cfj55

Перемещением каретки сканера 4 каждый измерительный зонд коллималитуду выходного сигнала, не завис щую от величины K0(t).Moving the scanner carriage 4, each measuring probe to the collimatics of the output signal, does not depend on the value of K0 (t).

1one

ТT

т 1 t 1

г гg g

(15)(15)

5 five

00

5five

i ir-T i ir-T

тора 5 вьгоодитс  в одну точку раскрыв а апертуры ФАР, где можно считать одинаковыми К х и измерительных каналов. Регулировкой коэффициента усилени  усилителей 54 и подстройкой ПЧ-фазовращателей 55 добиваютс  одинаковости амплитуд фази- ровки сигналов измерительных каналов . Дл  достижени  высокой точности калибровки можно провести несколько итераций в различных точках раскрыва апертуры ФАР, В качестве индикаторного устройства дл  калибровки можно использовать осциллограф и вольтметрtorus 5 is shown in one point of the aperture of the HEADLAMP, where it is possible to assume that K x and measuring channels are the same. By adjusting the gain of the amplifiers 54 and adjusting the IF phase shifters 55, the phasing amplitudes of the measuring channel signals are equal. To achieve high calibration accuracy, several iterations can be performed at various points in the aperture of the HEADLIGHTS. An oscilloscope and a voltmeter can be used as an indicator device for calibration.

Таким образом, после уравнивани  коэффициентов передачи и фазовых сдвигов измерительных каналов сигналы на выходах подстраиваемых ПЧ-фазовращателей 55 запишутс  следующим образом:Thus, after equalizing the gains and phase shifts of the measuring channels, the signals at the outputs of the tunable IF-phase shifters 55 are written as follows:

и;, (t)-v,,K;cos - t+(/e(t)- (Iand ;, (t) -v ,, K; cos - t + (/ e (t) - (I

LL

Далее сигналы (18) подвергаютс  фазовому детектированию с помощью фазовых детекторов 57 и 58, на упорные выходы которых поступают сигналы вида (9)5 повернутые относительно друг друга на 90° с помошью фазовращател  56. После ФНЧ 59 и 60, УПТ 61 и 62 в каждом измерительном канале можно выделить уровни, пропорциональные значени м квадратурных компонент векторов пол  СВЧ в раскрыве ФАРNext, the signals (18) are subjected to phase detection using phase detectors 57 and 58, the output outputs of which receive signals of the form (9) 5 rotated relative to each other by 90 ° using phase shifter 56. After the low-pass filter 59 and 60, UPT 61 and 62 V for each measuring channel, it is possible to distinguish levels proportional to the values of the quadrature components of the vectors of the microwave field in the aperture of the PAR

А Ч) В ; Kjsin ifj (18)A ×) B; Kjsin ifj (18)

Эти уровни преобразуютс  к цифро вому виду с помощью АЦП 63 и 64 и поступают дл  дальнейшей обработки в ЭВМ.These levels are converted to digital form using A / D converters 63 and 64 and are fed to a computer for further processing.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Многоканальное устройство дл  измерени  амплитудно-фазового распределени  пол  фазированной антенной решетки , содержащее испытуемую фазированную антенную решетку (ФАР), подвижный СВЧ-тракт св зи, последовательно соединенные генератор СВЧ и усилитель мощности, сканер, на каретке которого размещены зонд-коллиматор , состо щий из измерительных зондов и СВЧ-переключател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  амплитудно- фазового распределени  пол  ФАР, в него введены подключенные к выходу каждого из измерительных зондов одноразр дные фазовращатели, выходы которых присоединены к соответствующим входам СВЧ-переключател , управл емый фазовращатель на 90°, присоединенный к выходу СВЧ-переключател , блок СВЧ, содержащий последовательно соединенные первый вентиль, первый СВЧ-сумматор, первый квадратичный детектор, сумматор промежуточной частоты , первый регулируемый усилитель ПЧ, первый полосовой фильтр и первыйA multichannel device for measuring the amplitude-phase distribution of a phased-array antenna field, containing a phased antenna array under test (PAR), a mobile microwave communication path, a series-connected microwave generator and a power amplifier, a scanner on which the probe collimator consisting of measuring probes and microwave switches, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the amplitude-phase distribution of the field of the PAR, in it are connected to the output of each of the measuring x probes single-bit phase shifters, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of a microwave switch, a controlled phase shifter at 90 °, connected to the output of a microwave switch, a microwave unit containing a series-connected first valve, first microwave adder, first quadratic detector, intermediate adder frequencies, the first adjustable IF amplifier, the first band-pass filter and the first )) 10ten 2020 2525 30thirty 3535 4040 4545 5050 5555 детектор АРУ, выход которого подключен к управл ющему входу первого регулируемого усилител  ПЧ, последовательно соединенные первый ферритовый циркул тор, второй вентиль, диодна  секци , третий вентиль, первый двухразр дный фазовращатель, четвертый вентиль и первый направленный ответ- витель, первый выход которого соединен с вторым входом первого СВЧ- сумматора, второй выход с вторым входом первого ферритового циркул - тора, последовательно соединенные амплитудный модул тор и второй полосовой фильтр, выход которого подключен к второму входу сумматора промежуточной частоты, первый вход амплитудного модул тора подключен к ПЧ и входу диодной секции, блок СВЧ распределени , содержащий последовательно соединенные второй направленный ответвитель, третий направленный от- ветвитель, второй ферритовый циркул тор , второй СВЧ-сумматор, второй квадратичный детектор, второй регулируемый усилитель ПЧ, первый смеситель , первый усилитель ПЧ, второй смеситель, второй усилитель ПЧ и первый делитель частоты на два, последовательно соединенные п тый вентиль , вход которого подключен к второму выходу третьего направленного ответ ител , второй двухразр дный фазовращатель и шестой вентиль, выход которого подключен к второму входу второго СВЧ-сумматора, а также второй детектор АРУР включенный меж- ду выходом второго регулируемого усилител  ПЧ и его управл ющим входом, блок управлени , содержащий последовательно соединенные подмодул тор, делитель частоты на m и второй делитель частоты на два, последовательно соединенные делитель частоты на р, третий делитель частоты на два и логический коммутатор а также делители частоты на k, q и 1, причем входы делителей частоты на р, k и 1 соединены с выходом подмодул тора, а делитель частоты на 2 включен между выходом делител  частоты на р и управл ющим входом логического коммутатора , блок ПЧ и НЧ обработки, содержащий ПЧ коммутатор, п последовательно соединенных подстраиваемых усилителей ПЧ, ПЧ фазовращателей, выход каждого из которых присоединен к входам соответствующих 1- иan AGC detector, the output of which is connected to the control input of the first adjustable IF amplifier, are connected in series the first ferrite circulator, the second valve, the diode section, the third valve, the first two-digit phase shifter, the fourth valve and the first directional coupler, the first output of which is connected to the second input of the first microwave adder, the second output with the second input of the first ferrite circulator, serially connected amplitude modulator and the second band-pass filter, the output of which is connected to the second The first input of the intermediate frequency adder, the first input of the amplitude modulator is connected to the IF and the input of the diode section, the microwave distribution unit containing the second directional coupler connected in series, the third directional coupler, the second ferrite circulator, the second microwave adder, the second quadratic detector, the second adjustable IF amplifier, the first mixer, the first IF amplifier, the second mixer, the second IF amplifier, and the first frequency divider by two, in series connected the fifth valve, whose input is It is connected to the second output of the third directional response of the ITEL, the second two-bit phase shifter and the sixth valve, the output of which is connected to the second input of the second microwave adder, as well as the second detector of the ARUP connected between the output of the second adjustable IF amplifier and its control input, the control unit containing a series-connected submodulator, a frequency divider by m and a second frequency divider by two, a serially connected frequency divider by p, a third frequency divider by two, and a logic switch, as well as cases the frequencies are on k, q and 1, the inputs of the frequency dividers on p, k and 1 are connected to the output of the submodule, and the frequency divider on 2 is connected between the output of the frequency divider on p and the control input of the logic switch, the IF and LF processing unit, containing an inverter switch, n series-connected adjustable amplifier IF, IF phase shifters, the output of each of which is connected to the inputs of the corresponding 1- and 2-го п детекторов, выходы которых присоединены к последовательно соединенным соответствующим первому и второму фильтрам низкой частоты (ФНЧ)р первому и второму усилител м посто нного тока и первому и второму аналого-цифровым преобразовател м соответственно, а также фазовращатель на 90°, гетеродинный вход вто- рого детектора соединен с выходом фазовращател  на 90°, гетеродинный вход первого детектора соединен с выходом первого делител  частоты на 2 э входы подстраиваемых усилителей ПЧ соединены с выходами ПЧ коммута- Topas при этом выход усилител  мощности подключен к входу второго направленного ответвител , гетеродинные входы первого и второго смесителей подключены соответственно к выходам третьего делител  частоты на два и делител  частоты на 1, 180- и 90- градусные входы второго двухразр дного фазовращател  подключены соот- ветственно к выходам делителей частоты на р и третьего делител  частоты на 2, выход первого делител 2nd p detectors, the outputs of which are connected to series-connected respective first and second low-frequency filters (LPF) p to the first and second DC amplifiers and the first and second analog-digital converters, respectively, as well as the phase shifter 90 °, heterodyne the input of the second detector is connected to the output of the phase shifter by 90 °, the heterodyne input of the first detector is connected to the output of the first frequency divider by 2 e inputs of the tunable IF amplifiers are connected to the outputs of the IF commutator Topas; The power switch is connected to the input of the second directional coupler, the heterodyne inputs of the first and second mixers are connected respectively to the outputs of the third frequency divider by two and the frequency divider by 1, 180 and 90-degree inputs of the second two-bit phase shifter are connected respectively to the outputs of the frequency dividers p and the third frequency divider by 2, the output of the first divider частоты на два подключен к входу фазовращател  на 90°, второй выход второго направленного ответвител  соединен с входом испытуемой ФАР, второй выход первого ферритового циркул то- ра и второй выход второго ферритового циркул тора соединены через подвижный СВЧ-тракт св зи, сигнальный и управл ющий входы ПЧ коммутатора соединены соответственно с выходом первого регулируемого усилител  ПЧ и выходом делител  частоты на q, выход делител  частоты на k подключен к второму входу амплитудного модул  тора, 180- и 90-градусные входы первого двухразр дного фазовращател  подключены соответственно к выходам делител  частоты на m и второго делител  частоты на 2, управл ющие входы одноразр дных фазовращателей зонда-коллиматора подключены к выходам логического коммутатора, управл ющие входы СВЧ-переключател  и управл емого фазовращател  на 90 подключены соответственно к выходам делител  частоты на q и делител  частоты на р.two frequencies are connected to the input of the phase shifter by 90 °, the second output of the second directional coupler is connected to the input of the test phased array, the second output of the first ferrite circulator and the second output of the second ferrite circulator are connected via a mobile microwave path, signal and control The inputs of the switch IF are connected respectively to the output of the first adjustable IF amplifier and the output of the frequency divider to q, the output of the frequency divider by k is connected to the second input of the amplitude modulator, 180- and 90-degree inputs of the first two-channel The phase shifter is connected to the outputs of the frequency divider by m and the second frequency splitter by 2, respectively; the control inputs of the one-digit probe-collimator phase shifters are connected to the outputs of the logic switch, the control inputs of the microwave switch and the controlled phase shifter by 90 are connected respectively to the outputs of the logic switch frequencies on q and frequency divider on p.
SU864085449A 1986-05-12 1986-05-12 Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array SU1474563A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864085449A SU1474563A1 (en) 1986-05-12 1986-05-12 Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864085449A SU1474563A1 (en) 1986-05-12 1986-05-12 Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1474563A1 true SU1474563A1 (en) 1989-04-23

Family

ID=21244389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864085449A SU1474563A1 (en) 1986-05-12 1986-05-12 Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1474563A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235342A (en) * 1989-08-30 1993-08-10 Gec-Marconi, Ltd. Antenna array with system for locating and adjusting phase centers of elements of the antenna array
RU2649665C1 (en) * 2017-03-03 2018-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Non-contacting radio wave level gauge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИИЭР, 1973, т. 67, № 12, с. 357. Авторское свидетельство СССР № 842636, кп. G 01 R 29/10, 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5235342A (en) * 1989-08-30 1993-08-10 Gec-Marconi, Ltd. Antenna array with system for locating and adjusting phase centers of elements of the antenna array
RU2649665C1 (en) * 2017-03-03 2018-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Non-contacting radio wave level gauge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4321549A (en) Switching quadrature detector
SU1474563A1 (en) Multi-channel device for measuring amplitude-phase field distortions of phased array
RU56652U1 (en) RADAR SIGNAL DETECTION SYSTEM
SU1698838A1 (en) Device to meter the phased array channel characteristics
SU1298685A1 (en) Phase-meter
SU970262A1 (en) Two-channel phase meter
D’Addario Holographic antenna measurements: further technical considerations
SU1756838A1 (en) Device for masuring parameters of phased array
SU1734037A2 (en) Method and device for checking high-frequency calibrator of phase
RU1794251C (en) Device for measuring radiation amplitudes and phases of phased antenna array elements
SU1107068A1 (en) Device for measuring phase shift of four-terminal networks
GB1490850A (en) Electronic network analyzer
SU1223166A1 (en) Microwave amplitude phasemeter
SU1332241A1 (en) Device for measuring the complex gain factor of a four-terminal network
SU1622848A1 (en) Device for measuring parameters of phased array
SU1083126A1 (en) Device for measuring coherent signal phase difference
SU1552132A1 (en) Apparatus for measuring amplitude-phase distribution of field of phased array
SU918882A1 (en) Device for measuring phase characteristics
SU1291891A1 (en) Spectrum meter of lag of frequency and phase modulators
SU1150596A1 (en) Geophone device
SU1185267A1 (en) Panoramic meter of module and phase of complex reflection factor
SU1486942A1 (en) Device for measuring amplitude and phase difference
JPH08313568A (en) Receiver capable of measuring wide-band frequency
SU1573435A1 (en) Apparatus for determining amplitude-phase distribution of phased array
SU1370593A1 (en) Meter of phase shift of microwave four-terminal network