14.7. ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЙ

14.7.1. Эквифазные контуры

Полная характеристика направленности антенны включает в себя пространственное распределение эквифазных поверхностей, направление электрического вектора и его амплитуду в каждой

точке пространства. Полярные диаграммы небольших антенн с малым усилением и эквифазные контуры более крупных антенн могут быть измерены в лабораторных условиях с помощью небольшого приемного зонда, укрепленного на подвижной опоре. Для точности измерений существенное значение имеет выбор зонда [317]. Здесь более предпочтительна антенна, обладающая направленностью, например рупорная антенна, нежели антенна с широким лучом, поскольку первая имеет большее усиление и менее чувствительна к помехам, обусловленным отражениями.

Рис. 14. 24. Измерение параметров антенн: а — фазы и амплитуды первичных облучателей или небольших антенн; б - автоматическая запись диаграмм направленности; в - измерение усиления методом отражения Парселла.

Однако ее недостатком является то, что она дает значения поля, усредненные по всей поверхности раскрыва рупора. Удовлетворительные результаты дает зонд [380] в виде открытого конца волновода с диэлектрической вставкой.

Измерение распределения поля вблизи антенны в общем случае производится [213] путем сравнения сигнала от антенны-зонда с сигналом от высокочастотного генератора. На рис. 14.24, а изображена установка для определения амплитудного и фазового

распределения в плоскости апертуры рупорного излучателя. Чтобы зонд имел возможность перемещаться в плоскости апертуры, необходимы гибкие сочленения, при этом было найдено, что на частоте 35 Ггц система из трех вращающихся сочленений дает пренебрежимо малые фазовые ошибки. Сравнение сигналов производится с помощью волноводного моста, причем отсчеты снимаются с калиброванных фазовращателей и переменных аттенюаторов. При этом существенно, чтобы последние не вносили добавочного фазового набега. Такая измерительная установка использовалась для исследования линз [139, 317]. В более усовершенствованных вариантах [14, 20, 92, 583] вводится автоматизация измерений.

В другом методе [2] используются два измерительных зонда, разнесенные на фиксированное расстояние и подключенные к входным плечам двойного тройника. К разностному плечу тройника подключается детекторная головка и, таким образом, синфазные сигналы от зондов в результате интерференции дают минимум сигнала. Поскольку зонды располагаются близко друг от друга, и, следовательно, величина напряженности поля около них одинакова, минимум будет резким. Оба зонда и двойной тройник составляют единый узел и таким образом достаточно, чтобы гибким был лишь простой низкочастотный кабель. Эквифазные контуры определяются путем последовательного перемещения каретки зонда; эти линии могут наноситься непосредственно на миллиметровую бумагу. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы избежать неопределенности в областях с резкими изменениями фазы.

Напряженность поля вблизи излучающей антенны можно определить [71, 584] с помощью небольшого рассеивающего объекта. Для этого при наличии объекта в заданном положении производится измерение коэффициента стоячей волны антенны, которая первоначально была согласована. Величина коэффициента отражения связана с величиной напряженности невозмущенного поля в месте расположения рассеивающего элемента. Для повышения чувствительности и исключения помех из-за отражений от окружающих предметов применяется [101, 382] вращение рассеивающего элемента.

При этом возмущение поля, вызываемое объектом, оказывается модулированным с характеристической частотой, и после усиления и фазового детектирования влияние стационарных отражений исключается. В качестве рассеивающего элемента применялся диполь длиной который вращался вокруг перпендикулярной к нему оси. Измерения, проведенные на частоте включали измерение распределения поля в раскрыве рупора размером см. В более удобном методе [738] в центр диполя помещен субминиатюрный диод, который питается сигналом звуковой частоты; при этом оказывается модулированным полное сопротивление диода, а следовательно, и рассеивание. При замене диполя петлей этот метод пригоден для измерений магнитного поля.