Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2707392C1 - Method of measuring losses in fairing - Google Patents

Method of measuring losses in fairing Download PDF

Info

Publication number
RU2707392C1
RU2707392C1 RU2019115819A RU2019115819A RU2707392C1 RU 2707392 C1 RU2707392 C1 RU 2707392C1 RU 2019115819 A RU2019115819 A RU 2019115819A RU 2019115819 A RU2019115819 A RU 2019115819A RU 2707392 C1 RU2707392 C1 RU 2707392C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fairing
measuring
frequency
losses
antenna
Prior art date
Application number
RU2019115819A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Артем Андреевич Ларин
Дмитрий Юрьевич Рыбаков
Николай Викторович Самбуров
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун"
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун"
Priority to RU2019115819A priority Critical patent/RU2707392C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707392C1 publication Critical patent/RU2707392C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in radio testing of fairings and radio-transparent shelters of antennae, radar, communication and navigation stations. Disclosed is a method of measuring losses in cowlings at a workplace, which includes a measurement antenna and a source for forming a flat EMW. Signal reflected from fairing is suppressed by re-reflected signal rejection. For this purpose, synthesis of time response is performed on the basis of spectral measurements, re-reflection of signal by means of window function and reverse conversion to frequency area. Frequency spectrum used for synthesis of the time response is selected according to the following relationship: fn=f0+Δf·n, at n=-K…-1,0,1,..K, where f0 – operating frequency; Δf is frequency pitch in the formed spectrum, which is selected so that Δf≤c/M; M=2·F·c/f0; F is magnitude of absolute phase advance from transmitting to receiving device; K is the nearest integer from condition K≥c/4·Δf·l; l is distance from fairing to measuring antenna.
EFFECT: reduced error of measurement of losses in fairing.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях обтекателей и радиопрозрачных укрытий антенн, радиолокационных, связных и навигационных станций.The invention relates to radio engineering and can be used in radio engineering tests of fairings and radiotransparent shelters of antennas, radar, communications and navigation stations.

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 f0 в два этапа. На первом этапе измеряется уровень сигнала падающей ЭМВ с выхода измерительной антенны (далее – антенна) без обтекателя

Figure 00000001
, 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:A known method of measuring radio parameters (including the magnitude of losses) radome fairings radar (radar) [1 - Prigoda B.A., Kokunko V.S. Aircraft antenna fairings / M.: Mechanical Engineering, 1970, p.265], based on the method of substitution. The measuring antenna is located in the field of a plane electromagnetic wave (EMW) and is oriented in the direction of obtaining the maximum signal at the output. Measurements are made at the operating frequency f 0 in two stages. At the first stage, the signal level of the incident EMW from the output of the measuring antenna (hereinafter referred to as the antenna) without a cowl is measured
Figure 00000001
 , then (at the second stage) - the signal level E is measured from the output of the antenna with the fairing installed. The ratio of the changed signals is used to calculate the magnitude of the EMF losses in the fairing:

Figure 00000002
. (1)
Figure 00000002
. (one)

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.The disadvantages of this method is that the re-reflection of EMF from the fairing introduce an error in the measurement of the value of E, and therefore in the estimated level of losses of EMF P.

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 Ei 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.The well-known "Method of measuring losses in a fairing of a regular type" [2 - patent No. 2656254, RF. A method of measuring losses in a regular type cowl / Larin A.A., Rybakov D.Yu., Samburov N.V.], which differs from [1] in that, to reduce the error in measuring the value of E, re-reflections from the cowl are suppressed. The technical result is ensured by conducting a series of measurements of the signal level E i when the phase of the reflected wave is varied between the measuring cowl antenna and then mathematically processing the results and calculating the value E. The phase is varied by changing the position of the cowl relative to the antenna.

Среди недостатков способов можно выделить следующие:Among the disadvantages of the methods can be identified as follows:

– необходимость организации системы подвеса и перемещения обтекателя, позволяющей изменять расстояние антенна-обтекатель без изменения пространственной ориентации обтекателя,- the need to organize a suspension and movement of the fairing, allowing you to change the distance of the antenna-fairing without changing the spatial orientation of the fairing,

– наличие ряда ограничений, связанных с геометрическим размером антенны и обтекателя, не позволяющих проводить перемещения данным способом.- the presence of a number of restrictions associated with the geometric size of the antenna and the fairing, which do not allow for movement in this way.

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

Figure 00000003
падающей ЭМВ с последующей математической обработкой результатов.A known method of measuring losses in a fairing [3 - patent No. 2587687 of the Russian Federation. / Method of measuring losses in a fairing of a regular type / Samburov N.V., Rybakov D.Yu.], different from [2] in that the phase variation is due to variation carrier frequency
Figure 00000003
 incident EMW with subsequent mathematical processing of the results.

Главный недостаток метода состоит в том, что величина потерь оценивается не в единичной частотной точке

Figure 00000004
, а комплексно для некоторого диапазона частот
Figure 00000005
, где
Figure 00000006
,
Figure 00000007
 – где
Figure 00000008
, а
Figure 00000009
 рассчитывается по [3].The main disadvantage of the method is that the magnitude of the losses is not estimated at a single frequency point
Figure 00000004
, and complex for a certain frequency range
Figure 00000005
where
Figure 00000006
 ,
Figure 00000007
 - where
Figure 00000008
, but
Figure 00000009
 calculated by [3].

Таким образом в случае частотной зависимости потерь в обтекателе, вносится дополнительная погрешность в измерения величины E, а значит, и величины потерь П.Thus, in the case of the frequency dependence of losses in the fairing, an additional error is introduced into the measurements of the value of E, and, therefore, the value of losses P.

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:Known methods of spatio-temporal selection of reflections from elements of the complex for antenna measurements (compact polygon) [4 - Kalinin AV, Multi-frequency methods of antenna measurements and certification of measuring installations. Antennas, 2004, No. 12 (91) p. 28 - 33], [5 - Patent No. 2568408 of the Russian Federation / Method for measuring the parameters of antenna systems using the space-time selection method and an automated tuning system for its implementation / Nikolaev P.V.]. The technical result is provided due to the rejection of re-reflections of the signal in the time domain. To do this, the time response is synthesized based on spectral measurements, the re-reflected signal is rejected using the window function and the inverse is converted to the frequency domain. Among the disadvantages of the methods, the following can be distinguished:

– 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);- the methods are designed to suppress reflections when measuring relative values and dependencies (for example, antenna patterns), and are not applicable when measuring absolute values (for example, losses);

– 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.- the methods are designed to suppress side reflections from the structural and functional elements of a compact polygon (walls of an anechoic chamber, slewing ring, etc.), and cannot be used to suppress reflections from radiolucent fairings that are the object of measurement.

В качестве прототипа предложенного решения выбран «Способ измерения потерь в обтекателе» [3].As a prototype of the proposed solution, the selected "Method of measuring losses in the fairing" [3].

Целью настоящего изобретения является создание технического решения, позволяющего уменьшить погрешность измерения величины потерь в обтекателе.The aim of the present invention is to provide a technical solution to reduce the error in measuring the magnitude of losses in the fairing.

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:To solve the problem and achieve the technical result, a method for measuring losses in fairings at the workplace, including a measuring antenna and a source of formation of a flat electromagnetic wave, is proposed. The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to [3], the suppression of the signal reflected from the fairing is carried out by notching the re-reflected signal. To do this, the time response is synthesized based on spectral measurements, the re-reflected signal is rejected using the window function and the inverse is converted to the frequency domain. Moreover, the frequency spectrum used to synthesize the time response is selected according to the following relationship:

Figure 00000010
, при
Figure 00000011
, где
Figure 00000010
at
Figure 00000011
where

f0 – рабочая частота;f 0 - operating frequency;

∆f – шаг по частоте в формируемом спектре, который выбирается так, чтобы:

Figure 00000012
;∆f is the frequency step in the formed spectrum, which is chosen so that:
Figure 00000012
 ;

Figure 00000013
;
Figure 00000013
 ;

Ф – величина абсолютного набега фазы от передающего до приемного устройства;F is the magnitude of the absolute phase incursion from the transmitter to the receiver;

K – ближайшее целое из условия:

Figure 00000014
;K is the nearest integer from the condition:
Figure 00000014
 ;

l– расстояние от обтекателя до измерительной антенны.l– distance from the fairing to the measuring antenna.

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).The method for measuring cowl losses is based on the replacement method. To implement this method, the following are used: generator 1, receiver 2, two measuring antennas 3 and 4. Antenna 3 is connected to the generator 1 and acts as a source of the formation of a plane electromagnetic wave 6. Measuring antenna 4 is connected to the receiver 2 (Fig).

Измерительные антенны 3 и 4 устанавливаются на расстоянии

Figure 00000015
, где d– максимальный габаритный размер раскрыва измерительных антенн, и ориентируются в направлении получения максимального сигнала на рабочей частоте f0.Measuring antennas 3 and 4 are installed at a distance
Figure 00000015
 where d is the maximum overall dimension of the aperture of the measuring antennas, and are oriented in the direction of obtaining the maximum signal at the operating frequency f 0 .

Измерения проводятся в семь этапов:Measurements are carried out in seven stages:

1. Обтекатель 5 устанавливается перед измерительной антенной 4 на расстоянии l.1. Fairing 5 is installed in front of the measuring antenna 4 at a distance 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

Figure 00000010
, при
Figure 00000011
, где2. Using the generator 1 and receiver 2, the ratio of the amplitudes and phase difference of the sequence of emitted and received harmonic signals in the frequency spectrum is measured according to
Figure 00000010
at
Figure 00000011
where

f0 – рабочая частота;f 0 - operating frequency;

∆f – шаг по частоте в формируемом спектре, который выбирается так, чтобы:

Figure 00000012
;∆f is the frequency step in the formed spectrum, which is chosen so that:
Figure 00000012
 ;

Figure 00000013
;
Figure 00000013
 ;

Ф – величина абсолютного набега фазы от передающего до приемного устройства;F is the magnitude of the absolute phase incursion from the transmitter to the receiver;

K – ближайшее целое из условия:

Figure 00000014
;K is the nearest integer from the condition:
Figure 00000014
 ;

l– расстояние от обтекателя до измерительной антенны.l– distance from the fairing to the measuring antenna.

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].Based on the measurement results, there is a synthesis of the time response based on spectral measurements, rejection of the reflected signal using the window function and the inverse transformation to the frequency domain [4].

3. Фиксируется расчетная величина амплитуды гармонической частоты f0: E.3. The calculated value of the amplitude of the harmonic frequency f 0 : E is fixed.

4. Обтекатель 5 выводится из промежутка между антеннами 3 и 4.4. Fairing 5 is derived from the gap between antennas 3 and 4.

5. Повторяются действия описанные в п. 2. 5. The actions described in paragraph 2 are repeated.

6. Фиксируется расчетная величина амплитуды гармонической частоты f0: E0.6. The calculated value of the amplitude of the harmonic frequency f 0 : E 0 is fixed.

7. Проводится расчет величины потерь согласно выражению (1).7. The calculation of the magnitude of the losses according to the expression (1).

Claims (9)

1. Способ измерения потерь в обтекателе, включающий антенну измерительную и источник формирования плоской ЭМВ, отличающийся тем, что с целью подавления сигнала, переотраженного от обтекателя, 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:1. A method for measuring losses in a fairing, comprising a measuring antenna and a source for generating a flat electromagnetic wave, characterized in that in order to suppress a signal reflected from the fairing, a time response is synthesized based on spectral measurements, the re-reflected signal is cut using the window function and the inverse is converted to frequency domain, and the frequency spectrum used to synthesize the time response is selected according to the following relationship:
Figure 00000016
, при
Figure 00000017
,
Figure 00000016
at
Figure 00000017
, где f0 – рабочая частота;where f 0 is the operating frequency; ∆f – шаг по частоте в формируемом спектре, который выбирается так, чтобы
Figure 00000018
;∆f is the frequency step in the formed spectrum, which is chosen so that
Figure 00000018
 ;
Figure 00000019
;
Figure 00000019
 ; Ф – величина абсолютного набега фазы от передающего до приемного устройства;F is the magnitude of the absolute phase incursion from the transmitter to the receiver; K – ближайшее целое из условия
Figure 00000020
;K is the nearest integer from the condition
Figure 00000020
 ; l – расстояние от обтекателя до измерительной антенны.l is the distance from the fairing to the measuring antenna. 2. Способ измерения потерь в обтекателе по п.1, отличающийся тем, что спектральные измерения соотношения амплитуд и фаз, синтез временного отклика и режекция переотраженного сигнала производятся с помощью векторного анализатора цепей.2. The method for measuring losses in the fairing according to claim 1, characterized in that the spectral measurements of the ratio of amplitudes and phases, synthesis of the time response and rejection of the reflected signal are performed using a vector network analyzer.
RU2019115819A 2019-05-23 2019-05-23 Method of measuring losses in fairing RU2707392C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115819A RU2707392C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Method of measuring losses in fairing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115819A RU2707392C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Method of measuring losses in fairing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707392C1 true RU2707392C1 (en) 2019-11-26

Family

ID=68653232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115819A RU2707392C1 (en) 2019-05-23 2019-05-23 Method of measuring losses in fairing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707392C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769547C1 (en) * 2021-05-04 2022-04-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining radio signal weakening in radio-transparent heat-shielding material under influence of intense heat flows using radio signal

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097796A (en) * 1977-02-18 1978-06-27 The Boeing Company Method for testing radomes
US5371505A (en) * 1993-04-22 1994-12-06 Microwave Power Devices, Inc. Radome test systems and methods
RU2066457C1 (en) * 1981-10-30 1996-09-10 Санкт-Петербургская государственная академия аэрокосмического приборостроения Device for measuring characteristics of dielectric materials
RU2568408C1 (en) * 2014-07-08 2015-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Method of measuring parameters of antenna systems using space-time selection method and automated setup system therefor
RU2587687C1 (en) * 2015-05-27 2016-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Method of measuring current losses in fairing
RU2656254C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-04 АО "Тайфун" Method of measuring current losses in a regular type fairing

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097796A (en) * 1977-02-18 1978-06-27 The Boeing Company Method for testing radomes
RU2066457C1 (en) * 1981-10-30 1996-09-10 Санкт-Петербургская государственная академия аэрокосмического приборостроения Device for measuring characteristics of dielectric materials
US5371505A (en) * 1993-04-22 1994-12-06 Microwave Power Devices, Inc. Radome test systems and methods
RU2568408C1 (en) * 2014-07-08 2015-11-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Method of measuring parameters of antenna systems using space-time selection method and automated setup system therefor
RU2587687C1 (en) * 2015-05-27 2016-06-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" Method of measuring current losses in fairing
RU2656254C1 (en) * 2017-05-31 2018-06-04 АО "Тайфун" Method of measuring current losses in a regular type fairing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2769547C1 (en) * 2021-05-04 2022-04-04 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for determining radio signal weakening in radio-transparent heat-shielding material under influence of intense heat flows using radio signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10539645B2 (en) Angle of arrival estimation
JP2016151425A (en) Radar system
KR101603630B1 (en) Method and Apparatus for suppressing jammer signals and estimating Angle Of Arrival of original signal using orthogonal of transmitting signal waveform
RU2495447C2 (en) Beam forming method
EP2182375A1 (en) A combined direction finder and radar system, method and computer program product
RU2338219C1 (en) Method of target tracking and design of giant-pulse radiolocation station for method implementation
RU2707392C1 (en) Method of measuring losses in fairing
CN108089161B (en) Antenna array synthetic beam spatial domain selection method based on power feedback
RU2546329C1 (en) Method for polarisation-sensitive detection of mobile objects
Tian et al. Fully digital multi‐frequency compact high‐frequency radar system for sea surface remote sensing
RU2615491C1 (en) Method for simultaneous measuring two angular objective coordinates in review amplitude monopulse radar system with antenna array and digital signal processing
JP2012013612A (en) Arrival direction estimating apparatus and arrival direction estimating method
Dai et al. Novel research on main-lobe jamming polarization suppression technology
EP3825716A1 (en) Radar device and target angle measurement method
CN109490880A (en) A kind of synchronization signal measurement method and device
RU2713503C1 (en) Method of angular superresolution in receiving digital antenna arrays
Tsyporenko et al. Development of direct method of direction finding with two-dimensional correlative processing of spatial signal
Liu et al. Progress in HFSWR research at Harbin Institute of Technology
JP6419330B2 (en) Target detection apparatus and target detection method
RU2471200C1 (en) Method for passive detection and spatial localisation of mobile objects
RU199139U1 (en) Pulse-Doppler radar receiver with multichannel weight processing
JP4784332B2 (en) Pulse radar equipment
Tran et al. An experimental study of radar tomographic imaging in a multi-bistatic scenario
RU2530542C1 (en) Method and device for measurement of angular height of object of search in surveillance non-linear radars
RU147908U1 (en) RADIO DETECTOR