Измерив амплитуду и фазу поля на плоской поверхности сканирования, можно рассчитать диаграмму направленности таким же образом, как рассчитывается множитель антенной решетки из элементов, расположенных в точках измерений и имеющих амплитуды и фазы, равные амплитудам и фазам ближнего поля. Для ускорения расчета на ЭВМ используют алгоритмы так называемого быстрого преобразования Фурье, позволяющие сильно сократить время расчета диаграммы антенны. На точность определения диаграммы оказывают влияние погрешности измерительной аппаратуры, ошибки выведения зонда в заданную точку, отражения от стен безэховой камеры, в которой должны производиться измерения, отражения от элементов конструкции установки и т. д.

Для подавления отражений применяют остронаправленные зонды, однако при этом уменьшается область углов, в которой возможно точное определение диаграммы, так как зонд играет роль пространственного фильтра. Для той же цели проводят измерения поля на нескольких поверхностях сканирования, расположенных на различных расстояниях от антенны. При соответствующей обработке данных можно уменьшить погрешности, вносимые отраженными полями.

Коэффициент усиления антенны при амплифазометрическом методе можно определить, сравнивая расчетные уровни диаграмм направленности эталонной и испытываемой антенн в направлениях их максимального излучения. Для этого следует проиавести измерения ближнего поля, около эталонной антенны.

Амплифазометрический метод. Этот метод сложнее в реализации, чем коллиматорный: он требует наличия подвижного зонда, измерителя амплитуд и фаз, применения ЭВМ для хранения и обработки информации. Его преимущества состоят в возможности достаточно быстрого определения объемной диаграммы направленности, выявлении дефектов распределения .амплитуд и фаз в раскрыве антенны, соответствии амплитудно-фазового распределения расчетному и т. д.

Коммутационный метод измерений. Этот метод применим только для управляемых антенных решеток и используется для измерения характеристик фазированных антенных решеток. Суть метода состоит в том, что, изменяя фазовые состояния элементов фазированной решетки во времени (модулируя их) по какому-либо алгоритму и регистрируя выходной сигнал с фазированной антенной решетки, облучаемой неподвижной антенной, находящейся в ближней зоне решетки, можно определить амплитудно-фазовое распределение по раскрыву решетки, а затем рассчитать ее диаграмму направленности и другие характеристики.

Преимущество коммутационного метода - отсутствие механически перемещающегося зонда. Однако этот метод не дает возможности измерить реальное амплитудно-фазовое распределение из-за ошибок, возникающих в фазовращателях и системе управления лучом при модуляции фазы.

Метод яерефокусировки (или фокусировки). Он заключается в том, что амплитудно-фазовое распределение поля антенны перестраивается так, чтобы распределение ее поля по какой-либо поверхности вблизи антенны было бы подобно распределению поля неперестроенной антенны в дальней зоне.

По антенне стараются создать амплитудно-фазовое распределение, ком-шенсирующее нелинейность фазового и неравномерность ампйитудного раопре-

делений поля от слабонаправлеиного облучателя, находящегося в ближней зоне так, чтобы получить реакцию на выходе измерительной антенны такую же, как при падении на нее плоского фронта волны.

Метод перефокусировки применяется для наиболее легко перестраиваемых антенн - зеркальных и антенных решеток. В первом случае перестройка производится выносом облучателя из фокуса, а во втором - управлением фазой и амплитудой (если есть такая возможность) излучающих элементов.

Следует отметить, что даже при возможности создания любого требуемого амплитудно-фазового распределения по раскрыву антенны нельзя получить распределение поля в ближней зоне, тождественное полю в дальней зоне, что, естественно, увеличивает погрешность этого метода. Такое распределение можно получить для измерения диаграммы направленности в одном фиксированном направлении, но тогда измерение всей угловой диаграммы направленности усложняется, так как антенну придется перенастраивать для каждого измеряемого направления.

Наиболее сильно ограничивает применение метода перефокусировки невозможность произвольной перестройки антенн. В зеркальных антеннах это ограничивается лишь геометрическим смещением облучателя, а в антенных решетках - взаимной связью излучающих элементов. Кроме того, любая регулировка амплитудно-фазового распределения приводит к перераспределению случайных ошибок, что ведет к различию между измеряемой и истинной диаграммами направленности.

Приложение 1.

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО РАДИОЧАСТОТНЫМ ЛИНИЯМ ПЕРЕДАЧИ

Волновое сопротивление воздушной двухпроводной линии (см. рис. 2.3) при условии Dd определяется выражением

Волновое сопротивление концентрического фидера (см. рис. 2Ад)

138 D 2о = - Ig

I d

где \ ~ коэффициент уменьшения длины волны; при сплошной диэлектрической изоляции внутреннего пространства фидера: =1/ё7 (Вг - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика).

Волновое сопротивление двухпроводного экранированного фидера (см. рис. 2.4,6)

2а рг -а2 d D + a

Коэффициент затухания двухпроводной воздушной линии, если учитывать только потери в активном сопротивлении двух проводов линии, можно рассчитать по формулам

а = /?1/22в; ?1 = (1.Ы0!/г)У1;75я7

7 276, 2o = y

•где Ri - активное сопротивление двух проводов линии длиной 1 м, Ом/м; f радиус проводов, мм; Цг - относительная магнитная проводимость материала проводов; а - удельная проводимость материала проводов, См/м; Я,- длина волны, м.

Коэффициент затухания а получается в неперах на метр; для перевода затухания в децибелы следует помнить, что 1 Нп=8,7 дБ.

В табл. П. 1.1 приведены параметры некоторых радиочастотных кабелей. В этой таблице буквы РК обозначают радиочастотный концентрический, а РД - радиочастотный двухпроводный кабель. Первое число маркировки указывает значение волнового сопротивления, второе - внутренний диаметр экрана (округленно), третье - тип конструкции. Под рабочим напряжением в таблице подразумевается действующее значение напряжения, которое еще не вызывает электрического пробоя в линии.

Таблица П.1.1

« 2

• 2 S

tJ" к m с:

dJ h я

ca dm

5 S s 11°

Ч Ц CJ .S О =

CO О a

m t. m

Затухание. дБ/м, для разных частот, МГц

о р. СИИ

РК50-9-12 РК75-4-15 РК75-9-12 PK75-7-lt) РД200-7-12

1X0,72 1X1,35 7X0,4 Два провода по 1X0,6

4,6 9

7.3 7.3

12.2

12.2

10.3

11.3

50 75 75 75 200

1,5 1.5 1.5 1,5 1.5

0.01 0.02 0.01 0,01

0,06 0,08 0.06 0.07

:о,4

0,3 0.4 0.09

1.0 1.2

5 3 3

Приложение 2.

СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ ПО ВОЛНОВОДАМ

Волноводы изготовляются стандартных размеров для разных участков диапазона волн. В табл. П.2.1 приведены размеры поперечного сечения некоторых стандартных волноводов, рекомендуемых Международной электротехнической комиссией (МЭК), используемых на практике, а также их основные электрические параметры.

Таблица П.2.1