SU1753428A1

SU1753428A1 - Device for measuring characteristics of transmitting and receiving antennas of radar station

Info

Publication number: SU1753428A1
Application number: SU904808233A
Authority: SU
Inventors: Илья Ефимович Гольберг; Петр Алексеевич Савельев
Original assignee: Научно-исследовательский институт радиофизики им.акад.А.А.Расплетина
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Изобретение относитс к технике антенных измерений и может использоватьс дл измерени параметров приемопередающей антенны РЛС. Целью изобретени вл етс повышение точности. Устройство содержит приемопередатчик с исследуемой приемопередающей антенной и вышку с установленным на ней отражателем, выполненным в виде двух полусфер одинакового радиуса, одна из которых вл етс провод щей, а друга - поглощающей. Повышение точности достигаетс при вращении отражател вокруг оси, перпендикул рной направлению на исследуемую приемопередающую антенну, благодар исключению вли ни земли на результаты измерени . 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the technique of antenna measurements and can be used to measure the parameters of a radar transceiver antenna. The aim of the invention is to improve the accuracy. The device contains a transceiver with a transceiver antenna under study and a tower with a reflector mounted on it, made in the form of two hemispheres of the same radius, one of which is conductive and the other is absorbing. An increase in accuracy is achieved when the reflector rotates around an axis perpendicular to the direction of the receiving / transmitting antenna under study, by eliminating the influence of the earth on the measurement results. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к технике антенных измерений и может быть использовано дл измерени параметров приемопередающей антенны радиолокационной станции (РЛС) в процессе ее настройки , испытаний и эксплуатации.The invention relates to the technique of antenna measurements and can be used to measure the parameters of a radar transceiver antenna in the process of tuning, testing and operation.

Известно устройство дл измерени характеристик приемопередающей антенны, включающее рассеиватель с эталонной эффективной поверхностью рассе ни (ЭПР), установленный на летательном аппарате (ЛА). При перемещении ЛА по заданным траектори м антенна излучает импульсный сигнал и после отражени этого сигнала от рассеивател принимает его. Одновременно измер ют координаты рассеивател относительно исследуемой антенны (например, азимут (3 , угол места 2 и дальность D). По результатам измерений определ ют обобщенную диаграммуA device for measuring the characteristics of a transceiver antenna, including a diffuser with a reference effective scattering surface (EPR), mounted on an aircraft (LA) is known. When moving the aircraft along specified paths, the antenna emits a pulse signal and, after reflecting this signal from the diffusor, receives it. At the same time, the coordinates of the diffuser are measured relative to the antenna under study (for example, azimuth (3, elevation angle 2 and range D). A generalized diagram is determined from the measurement results

направленности (ДН) приемопередающей антенны и ее параметры, а также по эталонному значению ЭПР рассеивател - КУ антенны .directivity (DN) of the transmit-receive antenna and its parameters, as well as the reference value of the ESR of the diffuser - KU antenna.

Недостатки устройства: сложность устройства , в составе которого должны быть ЛА и эталонный рассеиватель, и св занна с этим невысока точность измерений, а также сложность методики измерений.Disadvantages of the device: the complexity of the device, which should include the aircraft and the reference diffuser, and the associated measurement accuracy is low, as well as the complexity of the measurement technique.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам вл етс устройство дл измерени параметров приемопередающей антенны, включающее вышку с установленной на ней рассеивающей сферой с эталонной ЭПР. Измерени производ тс при наведении исследуемой антенны на рассеивающую сферу, изменении направлени максимума диаграммы направленности относительно направлени The closest to the proposed invention in terms of technical essence and achieved results is a device for measuring parameters of a transmitting / receiving antenna, including a tower with a scattering sphere installed on it with a reference EPR. Measurements are made when the antenna under study is aimed at the scattering sphere, changing the direction of the maximum of the radiation pattern relative to the direction

ЯI

GJGj

кto

0000

на рассеивающую сферу с излученном п последующим приемом отраженного сигнала и измерением амплит/ды прим того сигнала . По результатам измерений определ ют параметры исследуемой онгеннн.on the scattering sphere with the radiated and subsequent reception of the reflected signal and measuring the amplitude / d of the received signal. According to the measurement results, the parameters of the ongenna under investigation are determined.

Однако при использовании известного устройстпа нитка точность измерений, что обусловлено сли ни м земли и местных предметов и параметры исследуемой антенны , постольку ruicon пышки обычно не превышзо 100 м л удаление ete от антенны (зависит от рассто ни до дальней зоны исследуемом антенны п от длительности импульса зондирующею пиьлла) оЬнчно не менее 2 км В лом случае максимрл пии угол песта сфс-имчсс1 гго рассеиоагел со ставллет пи сз/ , о оОи чо приводит г значигрл; ному пли м ию счмлм парам т- pii антенны и соответственно, к увеличению noip шностей измеренийHowever, when using the known device accuracy of measurements, which is due to the earth and local objects merging and the parameters of the antenna under study, as far as the ruicon buns do not usually exceed 100 ml of ete from the antenna (depends on the distance to the far zone of the antenna studied and the pulse duration probing pier) for at least 2 km. In the case of the maximum angle of the pestle angle of the FSS-ISCS, the scatterioagent from the bulletin pi sz /, ooh oh cho leads r significant; to the antenna of the satellite pairs m-pii antennas and, accordingly, to an increase in the number of measurements

Цель изобретена логышение точно сти измерен, иThe goal invented the accuracy of the logic is measured, and

Поставлен па цепь достигаетс ien, по в устройстве дн измерен/ли характеристик при. опередп ощей нтенны, включающем прш мопсредап ик, вы од которого предназначен дл подсоединени иослед, мои прмомоперачающрй nmi, и чышку с ус тановлсн ГьГ1 на ней orpi i полем, о i ража ie ib выполнен с позмг кнопыи управлени ко ффьщис юм отнесени При uoMOi,ia ж 1тргн может г)ыто в вид 1 дгу пол/сфер ОШ1ПЛ1 опого рсдиу Р, оцнл ш коDelivered pa chain reaches ien, on the device day measured / whether characteristics at. Before you go to the antenna, which includes the default mopsredap, which you intend to connect and the next, my programmer nmi, and the mouse with the igi1 installed on it orpi i field, irae i ib is made with the control button and the control ime is assigned to the ioom i ib, with the control signal assigned to the iom i ib. ia 1trn can d) it is in the form of 1 dgu floor / spheres OSH1PL1 opogo rsdiu P, which is w sh

ТС рЫХ ЯВЛЯГ ГЯ рр ООгГЩСМ, а ГНОргЗЯ НОTS rykh Yavlyag GYaRR OOGGSHSM, and GNORZYA BUT

ГЛОЩРЮЩСИ cofvu енпмх друг с другог. и оОраэу|Ошн сферу, unoipui/io соэмолно т- вращени вокруг оси, пг-хащеп в п осгогти соединени полусфер Ось вращени ))11 может быть расположена о юрпзонт лы ои плоскости перпондикул рнп направленм п на исследуемую амгснну.GLOSSABLE cofvu encnc each other. and oraeu | OSh sphere, unoipui / io self-t-rotation around the axis, p-hash in n connection of hemispheres axis of rotation)) 11 can be located on the plane of perpendicular rnp directions to the studied area.

фиг 1 прпчел нз конструкци ройстпа дл измерени характерно ик при- емопередаю|11еи антенны; на фиг 2 - расположени рассеивающей гферы на бло ко вращени с горизо1|тать ой осью ррзщс- ни FIG. 1 shows the design of a Roystp for measuring the characteristic of an infrared transmitting antenna; Fig. 2 shows the location of the scattering ghera on the block of rotation with a horizontal axis;

Устройство дл изморени характеристик приемопередающей аигенпы BV лючаот вышку 1 с размеп бчным на ней блоком 2 вращени , на котором установлена рассеивающа сфера 3, выполненна в гиде провод щей 4 и поглощающей 5 полусфер, Ось 6 вращени блока 2 вращени совпадает с осью сферы 3 лежащей в плоское)ч соеди нени полусфер -1 и 5 Ось вращени сферы 3 может быть расположена в горизонтам - ной плоскости перпендикул рно нопрчвлс- нию 7 на исследуемую антеш у 8 которп;. подсоединена к выходу приемопередатчикаThe device for measuring the characteristics of the transceiver transmitting agent BV of the tower 1 with the rotating spindle block 2 on it, on which the scattering sphere 3 is installed, is made in the conductive guide 4 and absorbs 5 hemispheres. The rotation axis 6 of the spin block 2 coincides with the axis of the sphere 3 lying in planar connection of hemispheres -1 and 5 The axis of rotation of sphere 3 can be located in the horizontal plane perpendicular to the direction of 7 to the antesh under study at 8 ;. connected to transceiver output

9, второй выход которого подключен к входу блока 10 регистрации9, the second output of which is connected to the input of the registration unit 10

Устройство дл измерени характеристик приемопередающей антенны работает следующим образомA device for measuring the characteristics of a transceiver antenna operates as follows

Приемопередатчик 9 генерирует им- пул1спый сигнал, излучаемый исследуемой приемспередакщей антенной 8, котора за- ТРМ принимает сигнал, отраженный от рассеивающей сферы 3, вышки 1 и местных предмеюв При вращении сферы 3 ее ЭПР измен етс от нул до максимального значени о-, с частотой F - (о / 2 тг, где (л - углова серость вращени блока 2 вращени При огом следует огглетигь, что максимальное изменение ЭПР сферы 3 от нул до ег0 обеспечиваетс лишь в том случае если ось вращение, блока 2 вращени совпадает с осью G вращени сферы 3, проход щей в плоскости соединени полусфер 4 и 5, и перпгчдикул рнэ направлению 7 на исследуемую антенну 8 Мощность прин того сигнал ммер етс в приемопередатчике 9 и регистрируйс в блоке 10 регистраиииThe transceiver 9 generates an impulse signal emitted by the receiving antenna 8 under study, which transmits the signal reflected from the scattering sphere 3, tower 1 and local objects. When the sphere 3 rotates, its EPR changes from zero to the maximum value o- with a frequency F - (о / 2 тг, where (l is the angular grayness of rotation of block 2 of rotation) When ogom follows, that the maximum change in the EPR of sphere 3 from zero to e0 is provided only if the axis of rotation, block 2 of rotation coincides with the axis of rotation G spheres 3 passing in flat awns hemispheres compounds 4 and 5 and 7 perpgchdikul RHUs direction antenna 8 on the investigated received signal power mmer in a transceiver 9 and a block 10 registriruys registraiii

Мощность сигнала, прин того исследуемой антенной 8, определ етс из соотно- шени The signal strength received by the antenna 8 under study is determined from the ratio

hip Рмп fhip rmp f

П о2 ( t) RP o2 (t) R

0)0)

(де Pun - rion iocTi прин того сигнала, от- ра/ченпого от местных предметов, R - рассто ние между исследуемой антенной 8 и сферой 3, 11 - потенциал РЛС, в составе которой работает исследуема антенна 8, определ емый из соотношени (de Pun - rion iocTi of the received signal, which is from the local objects, R is the distance between the antenna 8 under investigation and sphere 3, 11 - the radar potential, which includes the antenna 8 under study, determined from the ratio

П -P -

(4)2(4) 2

Р - мощность, подводима к антенне 8, в режиме передачи, Gnep, Gnp КУ антенны 8 в режимах передачи и приема соответственно;/ рабоча длина волны антенны 8.P is the power supplied to the antenna 8, in the transmission mode, Gnep, Gnp of the antenna KU 8 in the transmission and reception modes, respectively; / the working wavelength of the antenna 8.

Как следует из (1), прин тый антенной 8 спгнал после детектировани по несущей частоте будет иметь посто нную и переменную составл ющие Если вращение сферы 3 равномерное, тоAs it follows from (1), after the detection of the carrier frequency by the antenna 8, the spgnal will have a constant and variable component. If the sphere 3 has a uniform rotation, then

cr(t) 70 cos 2 rcF t.cr (t) 70 cos 2 rcF t.

Выдел на выходе антенны 8 сигнал с часютои F и измер eio мощность (или амплитуду} в зависимости от угла между направлением максимума ДН антенны 8 и направлением 7 на сферу 3 определ ют ДНThe output at the output of the antenna 8 is a signal with the frequency F and the power measured by eio (or amplitude}, depending on the angle between the direction of the maximum of the DN of the antenna 8 and the direction 7 to the sphere 3, they determine the DN

исследуемой антенны 8 и ее параметры а по измерению максимального значени of the antenna under study 8 and its parameters as measured by the maximum value

мощности сигнала, отраженного от сферы 3 при ее известной эталонной ЭПР а0 определ ют КУ антенны 8 в режиме приема-пере- дачи (G Gnp Gnep). .РThe power of the signal reflected from sphere 3 at its known reference EPR a0 is determined by the antenna gain of antenna 8 in the transmit-receive mode (G Gnp Gnep). .R

Дл получени максимальной амплитуды прин того сигнала с частотой F ось вращени сферы 3 должна удовлетвор ть изложенным услови м. Однако при этом в общем случае ось будет наклонной, что часто оказываетс неудобным в проектировании блока 2 вращени и установке на него сферы 3. Если же ось вращени выполнить горизонтальной, то указанное условие выполн етс при установке сферы 3 на вышке 1 любой высоты, и упрощаетс конструкци блока 2 .In order to obtain the maximum amplitude of the received signal with frequency F, the axis of rotation of sphere 3 must satisfy the above conditions. However, in the general case, the axis will be inclined, which is often inconvenient in designing the rotation unit 2 and installing the sphere 3 on it. rotation is horizontal, then the specified condition is fulfilled when installing sphere 3 on tower 1 of any height, and the construction of block 2 is simplified.

Данное устройство может быть также использовано дл калибровки РЛС в состав которой входит исследуема приемопередающа антенна 8, по угловым координатам и дальности. В этом случае РЛС функционирует в штатном режиме автосопровождени эталонного рассеивател сферы 3, определ ее координаты (азимут, угол места дальность ); сравнением результата измерени с эталонными координатами сферы 3 изме- ренными, например, геодезическими метоами , определ ют калибровочные поправки РЛС по этим координатам. Высокие точноти калибровки РЛС также обеспечиваютс ыделением отраженного модулированного игнала.This device can also be used to calibrate the radar, which includes the transceiver antenna 8 under study, according to the angular coordinates and range. In this case, the radar operates in the normal mode of auto-tracking of the reference diffuser of the sphere 3, determining its coordinates (azimuth, elevation angle range); By comparing the measurement result with the reference coordinates of the sphere 3 measured by, for example, geodetic methods, radar calibration corrections for these coordinates are determined. High precision calibration of the radar is also provided by highlighting the reflected modulated signal.

10ten

Таким образом, при использовании данного изобретени повышаетс точность измерени параметров приемопередающей антенны радиолокационной станции путем выделени полезного сигнала на фоне мешающих отражений путем модул ции эффективной поверхности рассе ни эталонного отражател в направлении на исследуемую антенну.уThus, when using this invention, the accuracy of the measurement of the parameters of the transmitting / receiving antenna of the radar station is improved by isolating the useful signal against the background of interfering reflections by modulating the effective scattering surface of the reference reflector in the direction of the antenna under study.

Claims

1. A device for measuring the characteristics of a transceiver antenna, comprising a transceiver, the output of which is intended to connect the transceiver antenna being studied, and a tower with a reflector installed on it, in order to improve the accuracy of the reflector control reflector ratio.

0

2. The device according to claim 1, characterized in that the reflector is made in the form of two hemispheres of the same radius, one of which is conductive, and the second absorbing one connected to each other and forming a sphere that can rotate around an axis lying in the plane of the hemisphere .

3. The device according to claim 2, characterized in that the axis of rotation of the sphere is located in a horizontal plane.

y // /// /// // // // /// 77/777 / 7 / / 7 / /// ///

Shi

fe2