Верификация измерений фазовращателей отражательной антенной решетки
https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-2-18-26
Аннотация
Введение. В больших фазированных антенных решетках (ФАР) широко используются оптические схемы возбуждения, основными элементами которых являются облучатель и отражательная апертура, состоящая из нескольких десятков тысяч излучателей и фазовращателей. В отражательных ФАР основные искажения диаграммы направленности происходят за счет фазовых ошибок, приводящих к снижению усиления и росту боковых лепестков. В миллиметровом диапазоне длин волн ферритовые фазовращатели могут иметь начальную фазу от 0 до 360°, поэтому после сборки в решетку необходимо проводить их фазовые измерения.
Цель исследования. Создание способа оценки погрешности измерений параметров фазовращателей в составе антенной решетки на основе сопоставления теоретических положений с экспериментальными данными.
Материалы и методы. Удобным способом определения параметров фазовращателей является использование метода летающего пробника (flying probe), при котором подвижный пробник последовательно соединяется с каждым элементом решетки. Если элемент ФАР представляет собой единую конструкцию из ферритового отрезка и диэлектрического излучателя, то измерения проводят с помощью отрезка круглого волновода, надвигающегося на излучатель. Для проверки погрешности этой схемы измерений используется ме-ханически управляемый фазовращатель.
Результаты. Рассчитаны погрешности измерений конструкции с подвижным пробником, исходя из предположения о фазовой ошибке, возникающей из-за векторного сложения управляемого и неуправляемого отраженных сигналов на входе элемента ФАР. Измерены S-параметры стыковочной секции. По экстремумам функции ошибки определены максимальные погрешности измерения фазы и амплитуды.
Заключение. Проведенный анализ показал правомерность выбранного метода оценки погрешности измерений параметров фазовращателей в составе решетки, что определяет перспективы его дальнейшего использования. Погрешность измерений элементов ФАР по предложенной схеме составила около 3°, что соизмеримо с погрешностью регистрирующего прибора.
Об авторе
М. Д. Парнес
ООО "Резонанс"
Россия
Россия
Парнес Михаил Давидович – д. т. н. (2011), главный конструктор. Технический руководитель фирмы по производству антенн для безопасности воздушного движения. Автор более 75 научных публикаций. Сфера научных интересов: фазированные антенные решетки, СВЧ-электроника
ул. Академика Павлова, д. 14А, Санкт-Петербург, 194156
Список литературы
1. Mailloux R. J. Phased Array Antennas Handbook. 3d ed. Boston-London: Artech House, 2017. 506 p.
2. Sturdivant R., Quan C., Chang E. Systems Engineering of Phased Arrays. Boston-London: Artech House, 2019. 300 p.
3. Вендик О. Г., Парнес М. Д. Антенны с электрическим сканированием. Введение в теорию. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2002. 232 с.
4. Парнес М. Д. Отражательная антенная решетка с электронным сканированием // СВЧ-электроника, 2019. № 2. С. 24-31.
5. Обобщение результатов разработки интегрированных элементов фазированных антенных решеток с ферритовыми фазовращателями КВЧ-диапазона / А. И. Фирсенков, А. Б. Гуськов, Е. В. Комиссарова, В. М. Крехтунов, А. С. Смирнов // Сб. тр. VIII Всерос. конф. "Электроника и микроэлектроника СВЧ". 2019. Т. 1, № 1. С. 4–9. URL: http://mwelectronics.ru/2019/Papers/004-009.pdf (дата обращения 03.04.2021)
6. Хансен Р. С. Фазированные антенные решетки / пер. с англ. под ред. А. И. Синани. М.: Техносфера,2012. 558 с.
7. Программа расчета фазированных антенных решеток Fazar v.5. URL: http://www.ascorltd.com/ru/completed-projects/programma-dlya-rascheta-far-Fazar-v.5 (дата обращения 03.04.2021)
8. Проектирование фазированных антенных решеток / под ред. Д. И. Воскресенского. М.: Радиотех-ника, 2003. 632 с.
9. Справочник по радиолокации / под ред. М. И. Сколник. М.: Техносфера, 2015. 1352 с.
10. Vendik O. G., Parnes M. A Phase Shifter with one tunable Component for a Reflect Array Antenna // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2008. Vol. 50, iss. 4. P. 53–65. doi: 10.1109/MAP.2008.4653662
11. Romanofsky R. Array Phase Shifters: Theory and Technology // National Aeronautics and Space Administration.URL: https:// ntrs. nasa. gov/api/citations/20080001449/downloads /20080001449.pdf (дата обращения 03.04.2021)
12. Данилин А. А. Измерения в технике СВЧ. М.: Радиотехника, 2008. 184 с.
13. Near-Field Antenna Measurements, Calculations and Facility Design / V. S. Kalashnikov, M. Y. Ponomarev, O. Y. Platonov, V. V. Shubnikov, M. I. Rivkin, A. Y. Shatrakov, G. Y. Shatrakov, O. I. Zavalishin. Springer, 2021. 204 p.
14. Agilent De-embedding and Embedding S-Parameter Networks Using a Vector Network Analyzer. Application Note 1364-1. URL: https://www.testunlimited.com/pdf/an/5980-2784EN.pdf (дата обращения 04.04.2021)
15. Balanis C. A. Antenna Theory. Analysis and Design. Hoboken: John Wiley & Sons Limited, 2012. 1136 p.
Рецензия
Для цитирования:
Парнес М.Д. Верификация измерений фазовращателей отражательной антенной решетки. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2021;24(2):18-26. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-2-18-26
For citation:
Parnes M.D. Verification of Phase Shifter Measurements of a Reflective Array Antenna. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2021;24(2):18-26. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-2-18-26
Просмотров: 307
Послать статью по эл. почте 