[go: up one dir, main page]

SU1666981A1 - Method of direction diagram determination of stationary aerial - Google Patents

Method of direction diagram determination of stationary aerial Download PDF

Info

Publication number
SU1666981A1
SU1666981A1 SU884654788A SU4654788A SU1666981A1 SU 1666981 A1 SU1666981 A1 SU 1666981A1 SU 884654788 A SU884654788 A SU 884654788A SU 4654788 A SU4654788 A SU 4654788A SU 1666981 A1 SU1666981 A1 SU 1666981A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
antenna
stationary
measuring
stationary antenna
equations
Prior art date
Application number
SU884654788A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Бражников
Владимир Алексеевич Горбачев
Андрей Григорьевич Падалка
Владислав Вениаминович Толстихин
Игорь Васильевич Ярцев
Original Assignee
Войсковая Часть 25840
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 Войсковая Часть 25840 filed Critical Войсковая Часть 25840
Priority to SU884654788A priority Critical patent/SU1666981A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1666981A1 publication Critical patent/SU1666981A1/en

Links

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике антенных измерений. Цель изобретени  - повышение точности измерений и сокращение времени при измерении диаграммы направленности (ДН) стационарной антенны в заданных направлени х по азимуту вдоль поверхности Земли. Дл  этого вспомогательные антенны (ВА) размещают вблизи от исследуемой стационарной антенны (ИСА) и ориентируют по компасу на местности. В каждый момент времени осуществл ют одновременный прием ИСА и ВА электромагнитных сигналов на исследуемой частоте. Определ ют напр женность электромагнитного пол  в каждый момент времени дл  каждого направлени  из системы уравнений и определ ют ДН ИСА путем нормировки к максимальному значению решени  системы уравнений. ВА выполнены с неравномерными ДН в горизонтальной плоскости, а их максимумы отклонены один от другого на угол, кратный 2ϕ/N, где N - число ВА. 1 ил.This invention relates to antenna measurement techniques. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and reduce the time when measuring the radiation pattern of a stationary antenna in specified directions in azimuth along the surface of the Earth. For this, auxiliary antennas (VA) are placed near the stationary antenna (ISA) under investigation and are oriented on a terrain along a compass. At each moment of time, ISA and VA are simultaneously received by electromagnetic signals at the studied frequency. The intensity of the electromagnetic field at each moment in time is determined for each direction from the system of equations and the MDI is determined by normalization to the maximum value of the solution of the system of equations. VA are made with non-uniform DNs in the horizontal plane, and their maxima are deflected from one another by an angle of 2ϕ / N, where N is the number of VA. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к технике антенных измерений.This invention relates to antenna measurement techniques.

Цель изобретени  - повышение точности измерений и сокращение времени при измерении диаграммы направленности стационарной антенны в заданных направлени х по азимуту вдоль поверхности земли.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements and reduce the time when measuring the radiation pattern of a stationary antenna in specified directions in azimuth along the surface of the earth.

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема устройства, реализующего способ определени  диаграммы направленности стационарной антенны.The drawing shows a structural electrical circuit of a device that implements a method for determining the radiation pattern of a stationary antenna.

Устройство содержит исследуемую стационарную антенну (ИСА) 1, N вспомогательных антенн (ВА) 2i. 2г2м.The device contains a stationary antenna under study (ISA) 1, N auxiliary antennas (BA) 2i. 2g2m

размещенных на рассто нии I Д, друг от друга, N селективных измерительных блоков 3i, 32Зм, блок 4 управлени  и блок 5placed at a distance I D, from each other, N selective measuring units 3i, 32Zm, control block 4 and block 5

регистрации.registration.

Способ измерени  диаграммы направленности стационарной антенны реализуетс  следующим образом.A method for measuring the radiation pattern of a fixed antenna is implemented as follows.

Вспомогательные антенны 2i2м, которые конструктивно могут быть выполнены в виде единого блока, размещаютс  вблизи от ИСА 1 и ориентируютс  известными методами на местности (например, по компасу ). Блок 4 управлени  выдает команду блокам 3tЗм+i на измерение ими мощности прин того сигнала P(tj). ИСА 1 и PBK(tj) каждой из N ВА2(К-1,2N) одновременно . Результаты измерений фиксируютс  в пам ти блока 4. Блок 4 определ ет напр QsAuxiliary antennas 2i2m, which can be constructively made as a single unit, are located close to ISA 1 and are oriented using locally known methods (for example, by compass). The control unit 4 commands the 3tЗм + i blocks to measure the power of the received signal P (tj). ISA 1 and PBK (tj) of each of N ВА2 (К-1,2N) simultaneously. The measurement results are recorded in the memory of block 4. Block 4 determines eg Qs

((

ОABOUT

оabout

0000

женность пол  в каждый момент времени TjE(tj,pi) дл  каждого направлени  р ( -- 1,2М)путем решени  М систем уравнений видаthe field at each time instant TjE (tj, pi) for each direction p (–1.2M) by solving M systems of equations of the form

LBK p()E2(ti.)pBK(t)), (1)LBK p () E2 (ti.) PBK (t)), (1)

I - 1I - 1

fjfj

где LF (/})- значение ненормированной диаграммы направленности ПСА в направпении fl ;where LF (/}) is the value of the unnormalized radiation pattern of the DOG in the direction fl;

LBK Ff3K (/}) - значение ненормированной ДН К-й вспомогательной антенны в направлении / LBK Ff3K (/}) - the value of unnormalized DN of the K-th auxiliary antenna in the direction of /

P(tj) PBK(TJ) - соответственно мощности электромагнитного сигнала, прин тые соответственно ИСА и каждой ВА.P (tj) PBK (TJ) are, respectively, the electromagnetic signal powers received, respectively, by the ISA and each VA.

Далее блок 4 решает систему уравнений вид Next, block 4 solves the system of equations

L X Г2Ыг(1,) Р(1,)L X Г2Ыг (1,) Р (1,)

i - 1i - 1

и определ ет ДН ИСА 1 путем нормировки к максимуму результатов ее решени . Ре- зульта гы определени  ДН по команде блока 4 регистрируютс  блоком 5 регистрации.and determines the days of ISA 1 by normalizing to the maximum results of its solution. Results of the determination of the DNs by the command of block 4 are recorded by block 5 of the registration.

Исследуема  антенна представл ет со- бой стационарную антенну НЧ-диапазона (например, СВ, ДВ...), ДН которой необходимо измерить. Вспомогательные антенны 2i2ы представл ют собой малогабаритные антенны рассматриваемого диапазона с априорно известными неравномерными в горизонтальной плоскости ДН (например с ДН приближающейс  к кардиоиде), причем их максимумы отклонены один от друго . 2л угол, кратныйThe studied antenna is a stationary antenna of the low-frequency range (for example, CB, DV ...), the DN of which must be measured. Auxiliary antennas 2i2 are small-sized antennas of the considered range with a priori known irregular in the horizontal plane DN (for example, with DN approaching the cardioid), and their maxima are deflected one from the other. 2n angle, multiple

го наgo on

-N-.-где-N -.- where

NN

числоnumber

/24 / 24

вспомо1ательных антенн.auxiliary antennas.

Селективные измерительные блоки 3i 3w+i предназначены дл  измерени  мгновенных значении ЭДС. наводимой в ИСА 1 и ВА 2, имеют селективные, перестраиваемые в соответствии с командами блока 4 управлени  входы, и представл ют собой стандартные радиоизмерительные приборы .Selective measuring units 3i 3w + i are designed to measure the instantaneous value of emf. induced in ISA 1 and BA 2, have selective inputs tuned in accordance with the commands of the control unit 4, and are standard radio measuring devices.

В каждый конкретный момент времени, на конкретной частоте антенна 1 оказываетс  под воздействием реальной электромагнитной обстановки, то есть элементарных напр женности пол  Е (О , р) приход щих в точку ее расположени  одновременно со всех направлений.At any given time, at a particular frequency, antenna 1 is affected by the actual electromagnetic environment, i.e. the elementary strengths of the field E (O, p) coming to its location simultaneously from all directions.

Выражение дл  мощности на входе измерительного прибора дл  конкретной частоты при условии согласовани  антенны с фидером и без учета шумов антенны, фидера и измерительного прибора может быть записано в видеThe expression for the input power of the measuring instrument for a specific frequency, provided that the antenna is matched to the feeder and without considering the noise of the antenna, feeder and measuring instrument, can be written as

К 7K 7

Р(М l v- EV iF M/r/ rit / )P (M l v- EV iF M / r / rit /)

ч.о р.оp.o.

г 7g 7

vnndi/jq i.I j f l B ir fe b.-(hi je vnndi / jq i.I j f l B ir fe b .- (hi je

9-a 9-a

Л1Ч.7.171МГПФ L1CH.7.171MGPF

ieo«4T ieo "4T

где f, 0- соответственно азимутальна  и меридиональна  угловые координаты;where f, 0-, respectively, azimuthal and meridional angular coordinates;

D (Ob, PO) коэффициент направленного действи  антенны в направлении макси- мумаееДН;D (Ob, PO) is the directivity factor of the antenna in the maximum direction;

F (Э, (р) - значение нормированной ДН антенны в направлении 0,уз;F (E, (p) is the value of the normalized DN antenna in the 0 direction, knots;

|Ј|2 -нормированный пол ризационный коэффициент передачи по мощности;| Ј | 2-normalized polarization power transfer coefficient;

Г - коэффициент отражени  от входа антенны;G is the reflection coefficient from the antenna input;

/- КПД антенны. Так как антенны рассматриваемого/ - Antenna efficiency. Since the antennas considered

2525

30thirty

„п класса располагаютс  непосредственно у поверхности земли (высота подъема антенны над поверхностью земли гораздо меньше чем длина волны),распространение радиоволн в НЧ-диапазоне осуществл етс  преимущественно земной волной, т.е угол места направлени  прихода волны можно считать равным нулю.The class n is located directly at the surface of the earth (the height of the antenna rising above the ground is much less than the wavelength), the propagation of radio waves in the low-frequency range is carried out mainly by the earth wave, i.e. the angle of the direction of the wave arrival can be considered equal to zero.

Представив выражение(3) в виде суммы р да слагаемых, разбивают полный телесный угол на три области: А - область нижней полусферы, охватывающа  все направлени  на поверхности земли; В - область горизонтальной плоскости над поверхностью земли; С - область верхней полусферы. Дол  мощности, обусловленна  областью А (тепловые шумы земли), а также тепловые шумы антенны, ее фидерного тракта и измерительного прибора учитываютс  отдельным слагаемым с использованием известного соотношени  Найквиста в Р и РВк. Дол  мощности, обусловленна  областью С в дневное врем  суток, достаточно мала и также может быть учтена, причем с известной степенью точности дл  дневного времени суток ею можно пренебречь.By presenting expression (3) as the sum of a number of terms, the total solid angle is divided into three areas: A is the lower hemisphere area encompassing all directions on the surface of the earth; B - the area of the horizontal plane above the ground; С - area of the upper hemisphere. The proportion of power due to area A (thermal noise of the earth), as well as the thermal noise of the antenna, its feeder path and measuring device are taken into account by a separate term using the well-known Nyquist ratio in R and RVc. The share of power due to area C in the daytime is small enough and can also be taken into account, and with a certain degree of accuracy for the daytime it can be neglected.

Таким образом, может быть осуществлен переход от интегрировани  по полному телесному углу к интегрированию в плоскости , а последнее представлено как сумма из N интегралов и преобразовано к виду уравнений , вход щих в систему (2). Соответственно дл  каждого момента времени tj может быть записано свое уравнение и получена система уравнений вида (2), котора  разрешима (в классическом смысле) при условии линейной независимости N векторов E(tj.yi). Электромагнитна  обстановка (ЭМО) в НЧ-диапазоне достаточно сложна и насыщена . Ее формируют следующие источники ЭМ излучени : радиопередающиеThus, the transition from integration over a full solid angle to integration in the plane can be made, and the latter is represented as a sum of N integrals and transformed to the form of equations included in system (2). Accordingly, for each time instant tj, its own equation can be written and a system of equations of the form (2) is obtained, which is solvable (in the classical sense) under the condition of linear independence of N vectors E (tj.yi). The electromagnetic environment (EMO) in the low-frequency range is quite complex and saturated. It is formed by the following sources of EM radiation: radio transmitters

4040

4545

5050

5555

средства; атмосферное электричество; переменные электрические токи, протекающие в цеп х электрических машин и приборов.facilities; atmospheric electricity; alternating electric currents flowing in the circuits of electrical machines and devices.

В реальной ситуации на каждой конк- ретной частоте рассматриваемого диапазоне одновременно действует множество источников, некоррелированных друг с другом , электромагнитное поле которых в общем случае характеризуетс  большими, быстрыми флюктуацичми. следовательно, секторы, характеризующие мгновенное значение напр женности ЭМ пол , приход щего в точку измерений с различных направлений , в общем случае  вл ютс  линейно независимыми, т.е. существуют объективные услови  дл  определени  ДН ИСА путем решени  системы уравнений ви- да (2),In a real situation, at each specific frequency of the considered range, simultaneously there are many sources that are uncorrelated with each other, whose electromagnetic field in general is characterized by large, fast fluctuations. consequently, the sectors characterizing the instantaneous value of the EM field strength coming to the measurement point from different directions are generally linear, i.e. There are objective conditions for determining the ISA DN by solving the system of equations of the form (2),

Векторы Е (tj , ), характеризующие мгновенные значени  ЭМО в месте расположени  ИСА, могут быть определены при использовании вспомогательных антенн с известными характеристиками, дл  каждой из которых в каждый конкретный момент времени tj может быть записано уравнение в виде (1), а дл  всей совокупности получена соответствующа  система уравнений.The vectors E (tj,), which characterize the instantaneous EMO values at the location of the ISA, can be determined using auxiliary antennas with known characteristics, for each of which an equation in the form of (1) can be written at any particular time tj, and for all In the aggregate, the corresponding system of equations was obtained.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ измерени  диаграммы направ- ленности стационарной антенны, включающийизмерениемощности электромагнитного сигнала на исследуемой частоте, прин той стационарной антенной и вспомогательными антеннами, размещен- ными на рассто нии I Я одна от другой, где Я - длина волны, соответствующа  частоте измерени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измереA method for measuring the directional pattern of a stationary antenna, including measuring the power of an electromagnetic signal at a frequency under study, received by a stationary antenna and auxiliary antennas placed at a distance I from one to another, where I is the wavelength corresponding to the measurement frequency, characterized by in order to increase the accuracy of the measurement ний и сокращени  времени при измерении диаграммы направленности стационарной антенны в заданных направлени х по азимуту вдоль поверхности земли, измерени  мощностей, прин тых стационарной и вспомогательными антеннами осуществл ют одновременно в каждый момент времени, определ ют напр женность электромагнитного пол  Е (tj yi) в каждый момент времени дл  каждого направлени  fi 1 1,2,...Миз системы уравненийand reducing time when measuring the stationary antenna pattern in given directions in azimuth along the earth's surface, measuring the power received by the stationary and auxiliary antennas simultaneously at each time point, determine the intensity of the electromagnetic field E (tj yi) each time moment for each direction fi 1 1,2, ... Miz systems of equations LRK Ј FЈK () Е2 (t|, у}) Рвк (tj)LRK Ј FЈK () Е2 (t |, у}) Рвк (tj) i - 1i - 1 и определ ют диаграмму направленности исследуемой стационарной антенны путем нормировки к максимальному значению решени  системы уравненийand determine the radiation pattern of the stationary antenna under study by normalizing to the maximum value of solving the system of equations L I F2fa)E2(tj) P(t,).L I F2fa) E2 (tj) P (t,). i 1i 1 где L F (у})- значение ненормированной диаграммы направленности исследуемой стационарной антенны в направлении (Ј ;where L F (y}) is the value of the unnormal radiation pattern of the stationary antenna under investigation in the direction (Ј; LBK FBK (/ч) значение ненормированной диаграммы направленности К-той вспомогательной антенны в направлении fl ;LBK FBK (/ h) the value of the unnormalized radiation pattern of the Kth auxiliary antenna in the fl direction; P(tj) и PRK(tj) - соответственно мощности электромагнитного сигнала, прин тые соответственно исследуемой стационарной антенной и каждой вспомогательной антенной , при этом вспомогательные антенны выполнены с неравномерными диаграммами направленности в горизонтальной плоскости , а их максимумы отклонены один от другого на угол, кратный 2  /N где N- число вспомогательных антенн.P (tj) and PRK (tj), respectively, of the electromagnetic signal power, received respectively by the stationary antenna under study and each auxiliary antenna, the auxiliary antennas being made with non-uniform radiation patterns in the horizontal plane, and their maxima are deflected from one another by an angle that is multiple 2 / N where N is the number of auxiliary antennas.
SU884654788A 1988-12-30 1988-12-30 Method of direction diagram determination of stationary aerial SU1666981A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884654788A SU1666981A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of direction diagram determination of stationary aerial

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884654788A SU1666981A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of direction diagram determination of stationary aerial

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1666981A1 true SU1666981A1 (en) 1991-07-30

Family

ID=21430682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884654788A SU1666981A1 (en) 1988-12-30 1988-12-30 Method of direction diagram determination of stationary aerial

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1666981A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349935C2 (en) * 2004-04-03 2009-03-20 Статойл Аса Electromagnetic data processing method and device
RU2526891C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of measuring beam characteristics of active/passive phased antenna array

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Фрадин А.З., Рыжков Е.В. Измерение параметров антенно-фидерных устройств. М.: Св зь. 1972, с. 263-265. Авторское свидетельство СССР № 1543352,кл. G 01 R 29/10, 1988. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349935C2 (en) * 2004-04-03 2009-03-20 Статойл Аса Electromagnetic data processing method and device
RU2526891C1 (en) * 2013-05-07 2014-08-27 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" Method of measuring beam characteristics of active/passive phased antenna array

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3715660A (en) Determining distance to lightning strokes from a single station
US3354459A (en) Tri-orthogonal antenna system with variable effective axis
CN110764059B (en) Method for transmitting and receiving vertical beam three-coordinate phased array radar
CN104659491B (en) A kind of miniature reception antenna and azimuth method of estimation for HF/VHF radars
SU1666981A1 (en) Method of direction diagram determination of stationary aerial
SE0102520L (en) Antenna device for use of three-dimensional electromagnetic field information inherent in a radio wave
Salonen et al. Linear pattern correction in a small microstrip antenna array
US3246331A (en) Direction finder antenna apparatus
Duplouy et al. 3D direction-of-arrival estimation using a wideband vector antenna
US2270130A (en) Directive antenna system
Tyapkin et al. Interference cancelling responses for various configurations of antenna arrays for angular measuring navigation equipment
US3900877A (en) Elevation measuring device for phase-interferometer aircraft landing system
CN116559745B (en) Scanning probe correction method in planar near field method antenna measurement
RU2319169C1 (en) Method for determining position of radio radiation emitter
Mueller et al. Application of modern DOA algorithms to an Adcock array antenna
Mappatao Patterns of sidemount four-bay FM antenna system
RU1800400C (en) Radio-holographic method of measuring aerial directional pattern
JPS5760271A (en) Antenna for direction finder
Evans The crossed-spaced-loop direction-finder aerial
JPS58168970A (en) Measuring method of antenna efficiency
CN204732513U (en) For the miniature reception antenna of HF/VHF radar
Whale et al. An automatic direction finder for recording rapid fluctuations of the bearing of short radio waves
Ghazaany et al. Experimental study of coupling compensation of low profile spiral antenna arrays response for direction-finding applications
Hey et al. Reflexion of centimetric electro-magnetic waves over ground, and diffraction effects with wire-netting screens
Freese et al. Semi-circular array antennas for DOA-estimation and beamforming