Способ измерения потерь в обтекателе
METHOD OF MEASURING LOSSES IN FAIRING

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей и радиопрозрачных укрытий антенн, радиолокационных, связных и навигационных станций.
0
Известен способ измерения радиотехнических параметров (в т.ч. величины потерь) обтекателей радиолокационных станций (РЛС) [1 — Пригода Б.А., Кокунько В.С. Обтекатели антенн летательных аппаратов / М.: Машиностроение, 1970, с.265], основанный на методе замещения. Измерительная антенна находится в поле плоской электромагнитной волны (ЭМВ) и ориентирована в направлении получения максимального сигнала на выходе. Измерения производятся на рабочей частоте fв два этапа. На первом этапе измеряется уровень сигнала падающей ЭМВ с выхода измерительной антенны (далее – антенна) без обтекателя , затем (на втором этапе) – измеряется уровень сигнала E с выхода антенны с установленным обтекателем. По соотношению измененных сигналов производится расчет величины потерь ЭМВ в обтекателе:
. (1)
Недостатками известного способа является то, что переотражения ЭМВ от обтекателя вносят погрешность в измерения величины Е, а значит, и в расчетный уровень потерь ЭМВ П.
i
Известен «Способ измерения потерь в обтекателе регулярного типа» [2 — патент № 2656254, РФ. Способ измерения потерь в обтекателе регулярного типа / Ларин А.А., Рыбаков Д.Ю., Самбуров Н.В.], отличающийся от [1] тем, что, для снижения погрешности измерения величины E, производится подавление переотражений от обтекателя. Технический результат обеспечивается за счет проведения серии измерений уровня сигнала E при вариации фазы отраженной волны в промежутке измерительная антенна-обтекатель с последующей математической обработкой результатов и вычисления величины E. Вариация фазы производится за счет изменения положения обтекателя относительно антенны.
Среди недостатков способов можно выделить следующие:
– необходимость организации системы подвеса и перемещения обтекателя, позволяющей изменять расстояние антенна-обтекатель без изменения пространственной ориентации обтекателя,
– наличие ряда ограничений, связанных с геометрическим размером антенны и обтекателя, не позволяющих проводить перемещения данным способом.
Известен способ измерения потерь в обтекателе  [3 — патент № 2587687 РФ./ Способ измерения потерь в обтекателе регулярного типа / Самбуров Н.В., Рыбаков Д.Ю.], отличающийся от [2] тем, что вариация фазы производится за счет вариации величины несущей частоты  падающей ЭМВ с последующей математической обработкой результатов.
Главный недостаток метода состоит в том, что величина потерь оценивается не в единичной частотной точке , а комплексно для некоторого диапазона частот , где,  –  где , а  рассчитывается по [3].
Таким образом в случае частотной зависимости потерь в обтекателе, вносится дополнительная погрешность в измерения величины E, а значит, и величины потерь П.
Известны способы пространственно-временной селекции переотражений от элементов комплекса для антенных измерений (компактного полигона) [4 — Калинин А.В., Многочастотные методики антенных измерений и аттестации измерительных установок. Антенны, 2004 г., № 12(91) с. 28 - 33], [5 — патент № 2568408 РФ/ Способ измерения параметров антенных систем с использованием метода пространственно-временной селекции и системы автоматизированной настройки для его осуществления/  Николаев П.В.]. Технический результат обеспечивается за счет режекции переотражений сигнала во временной области. Для этого осуществляется синтез временного отклика на основе спектральных измерений, режекция переотраженного сигнала с помощью оконной функции и обратное преобразование в частотную область. Среди недостатков способов можно выделить следующее:
– способы предназначены для подавления отражений при измерении относительных величин и зависимостей (например, диаграмм направленности антенн), и не применимы при измерении значений абсолютных величин (например, величины потерь);
– способы предназначены для подавления побочных переотражений от конструктивных и функциональных элементов компактного полигона (стен безэховой камеры, опорно-поворотного устройства и пр.), и не могут быть использованы для подавления переотражений от радиопрозрачных обтекателей, которые являются объектом измерения.
В качестве прототипа предложенного решения выбран «Способ измерения потерь в обтекателе» [3].
Целью настоящего изобретения является создание технического решения, позволяющего уменьшить погрешность измерения величины потерь в обтекателе.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата предложен способ измерения потерь в обтекателях на рабочем месте, включающем антенну измерительную и источник формирования плоской ЭМВ. Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от [3], подавление сигнала, отраженного от обтекателя, осуществляется путем режекции переотраженного сигнала. Для этого осуществляется синтез временного отклика на основе спектральных измерений, режекция переотраженного сигнала с помощью оконной функции и обратное преобразование в частотную область. Причем спектр частот, используемый для синтеза временного отклика, выбирается согласно следующей зависимости:
, при , где
0
f– рабочая частота;
∆f – шаг по частоте в формируемом спектре, который выбирается так, чтобы:  ;
;
Ф – величина абсолютного набега фазы от передающего до приемного устройства;
K – ближайшее целое из условия: ;
l– расстояние от обтекателя до измерительной антенны.
Способ измерения потерь в обтекателе основан на методе замещения. Для реализации данного способа используются: генератор 1, приемник 2, две измерительные антенны 3 и 4. Антенна 3 подключена к генератору 1 и выступает в качестве источника формирования плоской электромагнитной волны 6. Измерительная антенна 4, подключается к приемнику 2 (фиг).
0
Измерительные антенны 3 и 4 устанавливаются на расстоянии , где d– максимальный габаритный размер раскрыва измерительных антенн, и ориентируются в направлении получения максимального сигнала на рабочей частоте f.
Измерения проводятся в семь этапов:
1. Обтекатель 5 устанавливается перед измерительной антенной 4 на расстоянии l.
2. С помощью генератора 1 и приемника 2 производится измерение соотношений амплитуд и разности фаз последовательности излученных и принятых гармонических сигналов в спектре частот согласно , при , где
0
f– рабочая частота;
∆f – шаг по частоте в формируемом спектре, который выбирается так, чтобы:  ;
;
Ф – величина абсолютного набега фазы от передающего до приемного устройства;
K – ближайшее целое из условия: ;
l– расстояние от обтекателя до измерительной антенны.
На основе результатов измерения существляется синтез временного отклика на основе спектральных измерений, режекция переотраженного сигнала с помощью оконной функции и обратное преобразование в частотную область [4].
0
3. Фиксируется расчетная величина амплитуды гармонической частоты f: E.
4. Обтекатель 5 выводится из промежутка между антеннами 3 и 4.
5. Повторяются действия описанные в п. 2.
0
0
6. Фиксируется расчетная величина амплитуды гармонической частоты f: E.
7. Проводится расчет величины потерь согласно выражению (1).