SU934396A1 - Коллиматорное устройство - Google Patents

Description

(5) КОЛЛИМАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс  к технике радиоизмерений и может использоватьс  дл  измерени  характеристик направленности антенн сверхвысоких час;тот непосредственно на территории промышленных предпри тий.

Известно коллиматорное устройство, предназначенное дл  испытаний антенн и содержащее отражатель в виде eel мента параболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражател  и соединенный с генератором, амплифазометр , подключенный к генератору и регистрирующему прибору. Измерение характеристик направленности .испытуемой антенны на такой установке основываетс  на том, что сферическа  волна, излучаема  облучателем, трансформируетс  отражателем в квазиплоскую волну, в поле которой провод тс  измерени  1.

Недостатком известной установки  вл ютс  значительные погрешности при измерении характеристик испытуемой антенны, обусловленные отличием пол , формируемого отражателем от пол  плоской волны. Основными причинами искажений амплитуды и фазы пол , облучающего испытуемую антенну,  вл ютс  наличие дефектов поверхности отражател , возмущающих отраженную от него волну; ограниченный размер отражател , привод щий к по влению красных волн, из-за дифракционных

10 эффектов.

Указанные факторы в значительной степени ограничивают точность измерени  характеристик испытуемой ан тенны и поэтому дл  повышени  точ15 ности должны быть прин ты специальные меры, снижающие их воздействие.

Вли ние дефектов поверхности отражател  может быть снижено только путем более точного изготовлени  его

Claims (2)

1. 20 поверхности. Однако изготовить отражатели размером более 1 м и с отклонени ми от параболической формы менее 0,5-0,2 мм, как правило, не 3 эз удаетс , особенно при массовом про иэводстве. Вли ние краевых волн можно уменьшить путем использовани  отражателей , размеры которых, по крайней мере, в 3 раза превышают размер испы туемой антенны. Однако резкое увеличение трудностей изготовлени  отражателей при увеличении их габаритов приводит к необходимости использовать специальные приемы, снижающие вли ние краевых волн. К ним относ тс  закругление кромки отражател . установка на отражателе козырьков, покрытие части поверхности отражател  вблизи кромки поглощающим материалом и др. Известно также коллиматорное устройство , содержаидее отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражател  и соединенный с выходом генератора , к другому выходу которого подключен двухканальный амплмфазометр и регистратор, при этом второй вход двухканального амплифазометра  вл етс  входом сигнала от исследуемой антенны f2 J. Однако известное устройство не обеспечивает высокую точность измерений , особенно значительные ошибки возникают при испытани х антенн, работарощих в миллиметровом диапазоне длин волн, так как в этом диапазоне дефекты поверхности отражател  оказываютс  весьма сильно, особенно при измерении низких уровней диаграмм направленности. Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет снижени  вли  ни  дефектов поверхности отражател  Указанна  цель достигаетс  тем, что в коллиматорном устройстве, содержащем отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражател  и соединенный с выходом генератора, к другому выходу которого подключен двухканальный амплифазометр, и регистратор , при этом второй вход двух канального амплифазометра  вл етс  входом сигнала от исследуемой антенны , отражатель закреплен на валу введенного электродвигател , ось которого совмещена с фокальной осью отражател , а между выходами двухканального амплифазометра и входами регистратора введены интеграторы. На чертеже приведена структурна  схема коллиматорного устройства. Коллиматорное устройство содержит тражатель 1 в виде сегмента парабооида , облучатель 2, установленный на фокальной оси отражател  1 и соеиненный с выходом генератора 3, к ругому выходу которого подключен двухканальный амплифазометр 4, и регистратор 5 при этом второй вход двухканального амплифазометра  в етс  входом сигнала от исследуемой антенны 6, отражатель t закреплен на валу введенного электродвигател  7 ось которого совмещена с фокальной осью отражател  1, а между выходами двухканального амплифазометра Ц и входами регистратора 5 введены интеграторы 8. Коллиматорное устройство работает следующим образом. Сферическа  волна, излучаема  облучателем 2, распростран етс  в направлении отражател  1 и, отразившись от него,трансформируетс  в квазиплоскую волну,котора  облучает исследуемую антенну 6 .Квазиплоска  волна,облучающа  исследуемую антенну 6,отличаетс  от идеальной плоской волны тем, что содержит краевые волны, распростран ющиес  от краев отражател , а также имеет искажени  амплитуды и фазы, вызванные дефектами отражател  1. Сигнал, возникающий в исследуемой антенне 6, под действием облучающего пол  подаетс  в двухканальный амплизометр Ц. Одновременно в двухканальный амплизометр k поступает опорный сигнал с генератора 3 необходимый дл  измерени  фазы сигнала исследуемой антенны 6. На выходе двух каналов двухканального амплифазометра k (синусного и косинусного) формируютс  сигналы f (t) и Pj (t) , которые могут быть представлены в виде Р, {t)) (t); P2(t)pfH AP,(t)-HApf (t), где Pf и P.f - сигналы, возникающие при облучении исследуемой антенны 6 плоской волной; ЛР (t);AP (t) - сигналы, обусловленные краевыми волнами; (t) ;APCf4t) - сигналы, обусловленные искажени ми амплитуды и фазы облучающего пол  из-за дефектов отражател  1 . Сигналы Р и Ч, определ ют истинные значени  характеристик направленности исследуемой антенны 6, тогда как сигналы А (t) (t) ; (t) ;AP(4t)  вл ютс  паразитными и привод т к ошибке при измерении характеристик исследуемой антенны 6. При неподвижном отражателе 1 все составл ющие сигналов Р (t) и Р (t) остаютс  с течением времени неизменными . При вращении отражател  1 сигналы PJf и Р/° не мен ютс , тогда как сигналы Д Р (t); &P(t) ;ДР,2 (t) uPV (t) мен ютс , поскольку амплитуды и фазы краевых волн и волн, вызванных дефектами поверхности отражател  1, хаотически флуктуируют. Сигналы 1 (t) и Р2 (t) из двух каналов двухканального амплифазометра k поступают на интеграторы 8. Поскольку сигналы Д PJ (t) ;AP{f (t); ); ) флуктуируют случайным образом и имеют нулевые средние значени , то после интегрировани  сигналы на выходе интеграторов 8 оказываютс  пропорциональными значени ми Р/° и , а сигналы ЛР (t) ;APf t) ;uP(4t) ;up(|(t) в результате их усреднени  устран ютс . При этом ошибка измерени  характеристик исследуемой антенны 6 оказываетс  значительно уменьшенной по сравнению со случаем неподвижного отражател  1. Сигналы с выходов интеграторов 8 поступают в регистратор 5, в котором регистрируютс  значени  контролируемых характеристик исследуемой антенны 6. Вращение отражател  1, необходимое дл  усреднени  ошибок, вызванных краевыми волнами и дефектами поверхности отражател , осуществл етс  электродвигателем 7 с редуктором, который управл ет скоростью вращени  вала и закрепленного на нем отражател  1. Дл  того, чтобы направление распространени  квазиплоской волны, идущей от отражател  1 к исследуемой антенне 6, при вращении отражател  1 не мен лось, необходимо совместить ось вала с фокальной осью отражател  1 . Дл  более эффективного усреднени  паразитных сигналов Д (t) ;ДР,Н t); 66 ) (t) врем  интегрировани  в интеграторах 8 выбираетс  не меньше периода вращени  отражател  1 . Отражатель 1 может быть выполнен в виде усеченного сегмента параболоида , который представл ет собой несимметричную часть сегмента параболоида. Такой отражатель должен совершать не вращательное, а колебательное движение относительно фокальной оси. Амплитуду колебательного движени  выбирают таким образом, чтобы исследуема  антенна все врем  располагалась против участка отражател  1. Колебательное движение осуществл етс  за счет того, что двигатель с редуктором выполнен реверсивным. Коллиматорна  установка позвол ет в раз повысить точность измереНИИ характеристик антенн без увеличени  абаритов отражател  1 и точности его изготовлени . В результате, диапазон измер емых уровней диаграмм направленности при величине ошибки, не превышагндей плюс 0,5 дВ, расшир етс  до минус 30-35 дВ относительно главного максимума. Формула изобретени  Коллиматорное устройство, содержащее отражатель в виде сегмента параболоида, облучатель, установленный на фокальной оси отражател  и соединенный с выходом генератора, к другому выходу которого подключен двухканальный амплифазометр, и, регистратор , при этом второй вход двухканального амплифазометра  вл етс  входом сигнала от исследуемой антенны , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет .снижени  вли ни  дефектов поверхности отражател , отражатель закреплен на валу введенного электродвигател , ось которого совмещена с фокальной осью отражател , а между выходами двухканального амплифазометра и входами регистратора введены интеграторы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Джонсон Р.К. и др. Определение диаграмм направленности антенн по результатам измерений в ближней зоне ТИИЭр. Т.61, 1973, № 12, с.20-2.
2. 2.The compact Range Scientific tlanta Juc. Mi.crowave Journal, .17, 197, p.30-32 (прототип).