Установка для вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени

Реферат: Установка для вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени належить до вимірювальної антенної техніки й призначена для вимірювання діаграми спрямованості і ширини діаграми спрямованості гостроспрямованої антени. Установка містить слабоспрямовану антену й гостроспрямовану антену, які рознесені на відстань, що відповідає умові дальньої зони, а також вимірювальну апаратуру. Гостроспрямована антена встановлена з можливістю переміщення уздовж відрізка прямої лінії, перпендикулярній до напрямку співвісної орієнтації антен, при цьому діаграма спрямованості встановлена як значення напруженості електричного поля в точках окружності з відстанню, що відповідає умові дальньої зони. Cлабоспрямована антена встановлена з можливістю переміщення паралельно згаданому відрізку прямої лінії в напрямку, зворотному напрямку переміщення гостроспрямованої антени. Технічний результат: підвищення точності вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени і її ширини, спрощення конструкції та зменшення вартості за рахунок лінійного переміщення антен. UA 113343 C2 (12) UA 113343 C2 UA 113343 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до вимірювальної антенної техніки й призначений для вимірювання діаграми спрямованості й ширини діаграми спрямованості гостроспрямованої антени. Відомі установки для вимірювання діаграми спрямованості, у яких основними елементами є слабоспрямована й гостроспрямована антени, причому одна з антен встановлена з можливістю обертання або зі зміною кута між напрямом випромінювання (приймання) і напрямом співвісної орієнтації антен, або по окружності, у центрі якої встановлена інша антена (Фрадин A.3., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. - М., Связь, 1972, с. 245-247). В обох випадках похибка вимірювання кута, а отже, і похибка вимірювання діаграми спрямованості, зростає при звуженні променя гостроспрямованої антени. Найбільш близькою до установки для вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени, що заявляється, по сукупності ознак, є установка, що містить слабоспрямовану випромінюючу антену й гостроспрямовану приймальну антену, рознесені на відстань, що відповідає умові дальньої зони, механізм переміщення (обертання) гостроспрямованої приймальної антени зі шкалою фіксації розміру переміщення (кута повороту), а також електронну вимірювальну апаратуру, (Корниенко Л.Г. Теория и техника излучающих систем. - Министерство обороны Украины, Харьковский военный университет. Харьков, ХВУ, 1994, с. 467). Принципово, що в цій установці гостроспрямована приймальна антена встановлена з можливістю обертання навколо осі, перпендикулярної напрямку співвісної орієнтації антен. Діаграма спрямованості визначається як залежність значень напруженості електричного E i (або магнітного) поля від кутів повороту i , тобто Ei i  , де i - номер кута повороту. У випадку гостроспрямованої антени вимірювання кутів повороту i (фіксація антени при вибраному кроці зміни кута) за рівнем одиниць і часток градуса, стає проблематичними через зростаючу похибку відліку кутів. З іншої сторони порівняно точне вимірювання невеликих кутів можливо технічно реалізувати, але це приводить до великого ускладнення конструкції й, як наслідок, до збільшення вартості експериментальної установки в цілому. Задача пропонованого винаходу є підвищення точності вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени і її ширини в сукупності з невеликими витратами за рахунок спрощення конструкції. Задача вирішена в такий спосіб. В установці для вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени, яка містить слабоспрямовану випромінюючу антену й гостроспрямовану приймальну антену, рознесені на відстань, що відповідає умові дальньої зони, механізм переміщення гостроспрямованої приймальної антени зі шкалою фіксації розміру переміщення, а також електронну вимірювальну апаратуру, згідно з винаходом, гостроспрямована приймальна антена встановлена з можливістю лінійного переміщення перпендикулярно напрямку співвісної орієнтації антен, наприклад, уздовж планки. Крім цього, згідно з винаходом, в установку введено другий механізм переміщення з другою шкалою фіксації розміру переміщення і слабоспрямована випромінююча антена також встановлена з можливістю лінійного переміщення у напрямку, зворотному і паралельному напрямку переміщення гостроспрямованої приймальної антени. Запропонована установка забезпечує підвищення точності вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени і її ширини, спрощення конструкції та зменшення вартості за рахунок лінійного переміщення антен і використання розповсюджених у техніці машинобудування пристроїв і шкал точних лінійних переміщень. На фіг. 1 зображена установка з рухливою гостроспрямованою приймальною антеною. На фіг. 2 наведена установка із двома рухливими антенами. Установка містить слабоспрямовану випромінюючу антену 1, гостроспрямовану приймальну антену 2, електронну вимірювальну апаратуру 3 (яка включає, як мінімум, детекторну секцію, вимірювальний підсилювач, індикаторний прилад та ін.), механізм переміщення 4 гостроспрямованої приймальної антени 2 уздовж планки 5 зі шкалою, наприклад, з ноніусною шкалою, яка співпадає з відрізком прямої лінії а, джерело електромагнітного випромінювання (генератор) 6 (фіг. 1). Механізм переміщення 7 і планка 8 зі шкалою на фіг. 2, призначені для лінійного зсуву (вздовж прямої лінії b) і встановлення випромінюючої антени 1. У початковому положенні антени 1, 2 розташовуються співвісно на мінімальній відстані AB  R між ними, що задовольняє умову, дальньої зони. У точці B виміряється напруженість поля E0   0 . Потім за допомогою механізму переміщення 4 гостроспрямована приймальна антена 2 зміщається уздовж планки 5 (уздовж відрізка прямої лінії а) на вимірювану відстань BC  xi  , і в цьому положенні (у точці С) фіксується напруженість електричного поля Ei i  для просторового кута i  arctgxi / R . При відсутності загасання електромагнітного поля 1 UA 113343 C2 5 10 15 20 25 30 напруженість поля в точках C, D буде однаковою. При наявності втрат розраховується напруженість в точці D з урахуванням загасання на відрізку CD  r . Сукупність значень Ei i  разом з початковим значенням E0   0 утворює діаграму спрямованості гостроспрямованої приймальної антени 2. Зсув слабоспрямованої антени 1 у напрямку, зворотному напрямку переміщення гостроспрямованої антени 2, як видно з фіг. 2, дозволяє зменшити відстань зсуву антени 2, при цьому xi  xiГ С  xiСС , де x iГ С , x iC С - відповідно зсуви гостроспрямованої і слабоспрямованої антен. У запропонованій конструкції організовано лінійні зсуви антен, при цьому розміри лінійних зсувів фіксуються з високою точністю відпрацьованою вимірювальною технікою, наприклад, використанням ноніусних шкал, мікрометрів та ін. Відповідні кути обчислюються з високою точністю по вимірюваних відрізках прямих ліній. Важливо, що вимірювання кутів зведено до абсолютних вимірювань - вимірювань довжини, що автоматично підвищує точність вимірювань. При цьому лінійні зсуви обох антен дозволяють зменшити діапазон зсувів однієї антени. Таким чином, встановлення антен з можливістю лінійних переміщень дозволяє підвищити точність вимірювань діаграми спрямованості гостроспрямованої антени й спростити конструкцію та вартість за рахунок лінійного переміщення антен і використання розповсюджених у техніці машинобудування пристроїв і шкал точних лінійних переміщень. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Установка для вимірювання діаграми спрямованості гостроспрямованої антени, що містить слабоспрямовану випромінюючу антену й гостроспрямовану приймальну антену, які рознесені на відстань, що відповідає умові дальньої зони, механізм переміщення гостроспрямованої приймальної антени зі шкалою фіксації розміру переміщення, а також електронну вимірювальну апаратуру, яка відрізняється тим, що гостроспрямована приймальна антена встановлена з можливістю лінійного переміщення відносно перпендикулярного напрямку співвісної орієнтації антен уздовж шкали. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково введено другий механізм переміщення з другою шкалою фіксації розміру переміщення слабоспрямованої випромінюючої антени, що встановлена з можливістю лінійного переміщення відносно напрямку зворотному і паралельному напрямку переміщення гостроспрямованої приймальної антени. 2 UA 113343 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3