RU2125275C1 - Target simulator - Google Patents
Target simulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125275C1 RU2125275C1 RU97107396A RU97107396A RU2125275C1 RU 2125275 C1 RU2125275 C1 RU 2125275C1 RU 97107396 A RU97107396 A RU 97107396A RU 97107396 A RU97107396 A RU 97107396A RU 2125275 C1 RU2125275 C1 RU 2125275C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- spherical
- radar
- radar station
- target
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области СВЧ техники и может быть использовано для испытаний и контроля радиолокационных станций (РЛС) в малогабаритных помещениях. The invention relates to the field of microwave technology and can be used for testing and monitoring radar stations (radar) in small rooms.
Известны имитаторы цели, работающие на принципе ретрансляции зондирующего сигнала РЛС: патенты США N 3142059, N 3216014, N 3329953, N 4517519, патент ПНР N 54810, а.с. СССР N 196094, N 1742984. Known target simulators operating on the principle of relaying the radar probe signal: US patents N 3142059, N 3216014, N 3329953, N 4517519, PNR patent N 54810, and.with. USSR N 196094, N 1742984.
Такие имитаторы, содержащие приемопередающую антенну, связанную с устройством, имитирующим эхосигнал цели, являются, как правило, пассивными и автономными, т. е. не имеющими электрических связей с испытуемым объектом. Они принимают своей антенной зондирующий сигнал РЛС, трансформируют его в соответствии с заданными характеристиками эхосигнала (создают необходимый допплеровский сдвиг частоты, временную задержку, "колиброванную" мощность и т.д. ) и через ту же антенну переизлучают этот сигнал в направлении испытуемой РЛС. Such simulators containing a transceiver antenna connected to a device simulating an echo signal of a target are, as a rule, passive and autonomous, i.e., they do not have electrical connections with the test object. They receive a radar probe signal with their antenna, transform it in accordance with the specified characteristics of the echo signal (create the necessary Doppler frequency shift, time delay, “calibrated” power, etc.) and re-radiate this signal through the same antenna in the direction of the radar being tested.
Для радиомаскировки РЛС, защиты ее от помех и экологической защиты окружающей среды имитатор или его антенна, как правило, устанавливаются в экранированных помещениях - безэховых камерах (БЭК), при этом антенна контролируемого объекта вставляется в БЭК через отверстие в одной из ее стенок. To radar mask the radar, to protect it from interference and environmental protection of the environment, the simulator or its antenna is usually installed in shielded rooms - anechoic chambers (BEC), while the antenna of the object under control is inserted into the BEC through an opening in one of its walls.
Указанные имитаторы имеют недостатки:
1. Большие размеры БЭК, вызванные необходимостью установки антенны имитатора в дальней зоне антенны испытуемой РЛС.These imitators have disadvantages:
1. The large size of the BEC, due to the need to install a simulator antenna in the far zone of the antenna under test radar.
2. Трудности имитации нескольких целей и их движения в пространстве с заданными угловыми скоростями. 2. Difficulties in simulating several targets and their movement in space with given angular velocities.
Известны также устройства, в которых решена проблема имитации нескольких целей и их движение в пространстве. Devices are also known in which the problem of simulating several targets and their movement in space is solved.
К ним относятся, например,
устройство, представляющее из себя БЭК, на торцевых стенках которой установлены "матрицы целей", состоящие из большого количества излучателей, при этом угловое движение целей достигается смещением фазового центра на поверхности матриц целей (см. М. Ю. Мицмакер, В.А. Торгованов "Безэховые камеры СВЧ". - М.: Радиосвязь, 1982, с. 18-19),
а также устройство, патент N 4521780 США, в котором применен большой эллиптический отражатель, установленный в дальней зоне антенны испытуемого объекта, находящейся в одном из фокусов эллипсоида, в то время как во втором фокусе расположен изучающий элемент в виде многолучевой антенны. Многолучевая антенна излучает ряд независимых лучей, которые, падая на различные участки поверхности эллипсоида, отражаются от этих участков и принимаются антенной испытуемого объекта. При этом каждый отраженный луч имитирует излучение от отдельной цели.These include, for example,
a device, which is a BEC, on the end walls of which there are "target matrices" consisting of a large number of emitters, while the angular movement of the targets is achieved by shifting the phase center on the surface of the target matrices (see M. Yu. Mitsmaker, V.A. Torganov Microwave Anechoic Chambers. - M.: Radio Communication, 1982, p. 18-19),
and also a device of US Patent No. 4,521,780, in which a large elliptical reflector is used, mounted in the far zone of the antenna of the test object located in one of the foci of the ellipsoid, while the study element in the form of a multipath antenna is located in the second focus. A multi-beam antenna emits a number of independent rays, which, falling on different parts of the surface of the ellipsoid, are reflected from these areas and are received by the antenna of the test object. In addition, each reflected beam simulates radiation from an individual target.
Если в этих условиях решена проблема имитации нескольких целей и их движения в пространстве, то первый недостаток, а именно большие размеры испытательных камер БЭК, продолжает иметь место. If under these conditions the problem of simulating several targets and their movement in space is solved, then the first drawback, namely the large size of the BEC test chambers, continues to occur.
Наиболее близким по своей сущности к изобретению является устройство (заявка N 94004191 с положительным решением от 6 августа 1996 года, взятое нами на прототип), в котором проблема уменьшения размеров БЭК решена путем применения сферопараболического отражателя (коллиматора), установленного в ближней зоне антенны испытуемой РЛС. The closest in essence to the invention is the device (application N 94004191 with a positive decision of August 6, 1996, taken by us on the prototype), in which the problem of reducing the size of the BEC is solved by using a sphere-parabolic reflector (collimator) installed in the near zone of the antenna of the tested radar .
Устройство содержит безэховую камеру, отражатель, облучатель, имитаторы эхосигналов цели, антенну испытуемой РЛС и бортовую РЛС. Отражатель расположен у одной из торцевых стенок БЭК в ближней зоне (зоне Френеля) антенны РЛС, которая установлена в отверстие на другой торцевой стенке БЭК. The device contains an anechoic chamber, a reflector, an irradiator, simulators of target echo signals, an antenna of the tested radar and an onboard radar. The reflector is located at one of the end walls of the BEC in the near zone (Fresnel zone) of the radar antenna, which is installed in the hole on the other end wall of the BEC.
Отражатель выполнен в виде усеченного снизу сферопараболического зеркала, профиль которого в горизонтальных плоскостях представляет собой дуги окружностей, а в вертикальных плоскостях - параболы, фокусы которых расположены на половине радиуса дуги окружности (т.е. на фокальной дуге). Отражатель ориентирован относительно антенны РЛС таким образом, что его вертикальная ось проходит через центр антенны РЛС. Облучатель или ряд облучателей при одновременной имитации нескольких целей расположены на дуге окружности, образованной фокусами парабол. Каждый облучатель соединен со своим имитатором эхосигнала. Имитаторы эхосигнала известны и выбираются в соответствии с типом испытуемой РЛС. The reflector is made in the form of a sphere-parabolic mirror, truncated below, whose profile in the horizontal planes is an arc of circles, and in vertical planes - parabolas whose foci are located at half the radius of the circular arc (i.e., on the focal arc). The reflector is oriented relative to the radar antenna so that its vertical axis passes through the center of the radar antenna. An irradiator or a series of irradiators while simulating several targets is located on an arc of a circle formed by parabolic foci. Each irradiator is connected to its own echo simulator. Echo simulators are known and are selected according to the type of radar being tested.
В этом устройстве Э.М. (электромагнитная) волна зондирующего сигнала РЛС падает на сферопараболический отражатель, отражается от него, фокусируется и поступает на вход одного из облучателей. Принятый облучателем сигнал поступает на известный имитатор эхосигнала цели, который преобразует его в сигнал, близкий по своим характеристикам к реальному эхосигналу и излучает его через тот же облучатель в направлении отражателя. Отражатель трансформирует сферическую волну облучателя в квазиплоскую волну и посылает ее в направлении испытуемой РЛС, имитируя тем самым бесконечно-удаленную цель. In this device E.M. The (electromagnetic) wave of the radar probe signal is incident on a sphere-parabolic reflector, reflected from it, focused, and fed to the input of one of the irradiators. The signal received by the irradiator is fed to a known target echo simulator, which converts it into a signal that is close in its characteristics to a real echo signal and radiates it through the same irradiator in the direction of the reflector. The reflector transforms the spherical wave of the irradiator into a quasi-plane wave and sends it in the direction of the tested radar, thereby simulating an infinitely distant target.
Имитация нескольких целей с различными угловыми позициями обеспечивается несколькими облучателями, расположенными на фокальной дуге отражателя, а движение - путем их перемещения по фокальной дуге. Simulation of several targets with different angular positions is provided by several irradiators located on the focal arc of the reflector, and movement is achieved by moving them along the focal arc.
Если в азимутальной плоскости устройство является достаточно широкоугольным, т.е. позволяет имитировать цели в пределах угла ≈ 120o, то в угломестной плоскости - только практически - в пределах ≈ 10o.If in the azimuthal plane the device is sufficiently wide-angle, i.e. allows you to simulate targets within an angle of ≈ 120 o , then in the elevation plane - only practically - within ≈ 10 o .
Это объясняется тем, что парабола имеет только один фокус и сканирование луча в угломестной плоскости путем смещения облучателя из фокуса по вертикали без искажения фронта волны возможно только в ограниченных пределах. This is because the parabola has only one focus and scanning the beam in the elevation plane by shifting the feed from the focus vertically without distorting the wave front is possible only to a limited extent.
Этот недостаток сужает область применения указанного имитатора, так как он не может быть применен для РЛС, имеющих широкоугольную зону обзора и сопровождения в угломестной плоскости. This disadvantage narrows the scope of the indicated simulator, since it cannot be applied to radars having a wide-angle viewing and tracking zone in the elevation plane.
Целью изобретения является расширение зоны имитации цели в угломестной плоскости и, как следствие, расширение области применения имитатора. The aim of the invention is the expansion of the simulation zone of the target in the elevation plane and, as a consequence, the expansion of the scope of the simulator.
Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее безэховую камеру (БЭК), испытуемую РЛС, антенну испытуемой РЛС, вставленную в отверстие одной из стенок БЭК, имитатор эхосигналов цели или ряд имитаторов эхосигнала цели, при одновременной имитации нескольких целей, облучатель или ряд облучателей, соединенных каждый со своим имитатором эхосигнала, введены две сферические антенны и кабели передачи СВЧ, при этом сферические поверхности антенны идентичны и представляют из себя решетку рупоров, причем каждый рупор первой антенны соединен с соответствующим рупором второй антенны с помощью кабелей передачи СВЧ, электрическая длина которых одинакова, облучатели расположены на параксиальной фокальной поверхности второй сферической антенны, а первая сферическая антенна обращена своими рупорами в сторону антенны испытуемой РЛС, расположена в ее ближней зоне и ориентирована так, что центр ее сферы совпадает с центром антенны РЛС. This goal is achieved by the fact that in the device containing an anechoic chamber (BEC), the tested radar, the antenna of the tested radar inserted into the hole of one of the BEC walls, a simulator of target echoes or a number of target echo simulators, while simulating several targets, an irradiator or a number of irradiators each connected to its own echo simulator, two spherical antennas and microwave transmission cables are introduced, while the spherical surfaces of the antenna are identical and represent a lattice of horns, each speaker of the first antenna with it is single with the corresponding horn of the second antenna using microwave transmission cables whose electric length is the same, the irradiators are located on the paraxial focal surface of the second spherical antenna, and the first spherical antenna faces its horns towards the antenna of the tested radar, is located in its near field and is oriented so that the center of its sphere coincides with the center of the radar antenna.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a structural diagram of the proposed device.
Устройство содержит безэховую камеру 1, испытуемую РЛС-2, антенну РЛС-3, облучатель, (облучатели) 4, имитатор эхосигналов цели (имитаторы) 5, первую сферическую антенну 6 (с поверхностью E1), вторую сферическую антенну (с поверхностью E2) 7, кабели передачи СВЧ-8. При этом антенна РЛС-3 вставлена в отверстие одной из стенок безэховой камеры 1. Первая сферическая антенна 6 своим раскрывом установлена в сторону антенны РЛС-3 и расположена в ее ближней зоне, а вторая сферическая антенна 7 развернута в противоположном направлении. Обе антенны идентичны и выполнены в виде решетки рупоров, причем каждый рупор первой сферической антенны 6 соединен с соответствующим рупором второй сферической антенны 7 с помощью кабелей передачи СВЧ-8. Облучатель или ряд облучателей 4 расположены на параксиальной фокальной поверхности второй сферической антенны 7 и соединены каждый со своим имитатором эхосигналов 5. The device comprises an anechoic chamber 1, a tested radar-2, an radar-3 antenna, an irradiator, (irradiators) 4, a target echo simulator (simulators) 5, a first spherical antenna 6 (with surface E1), and a second spherical antenna (with surface E2) 7 microwave transmission cables-8. In this case, the radar-3 antenna is inserted into the hole of one of the walls of the anechoic chamber 1. The first spherical antenna 6 is installed with its opening towards the radar-3 antenna and is located in its near zone, and the second spherical antenna 7 is deployed in the opposite direction. Both antennas are identical and are made in the form of a speaker array, with each speaker of the first spherical antenna 6 connected to the corresponding speaker of the second spherical antenna 7 using microwave transmission cables 8. The irradiator or a number of irradiators 4 are located on the paraxial focal surface of the second spherical antenna 7 and are each connected to its own simulator of echo signals 5.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Плоская волна зондирующего сигнала РЛС 2, излучаемая антенной РЛС-3, падает на поверхность E1 первой сферической антенны 6. Если бы эта поверхность выполняла функцию отражателя, то имела бы приближенную фокальную поверхность, концентрическую поверхность E1 с радиусом ≈ R/2, где R - радиус сферы (т. е. параксиальную фокальную поверхность). Однако поверхность E1 не является отражателем, и падающее на нее облучение передается с сохранением амплитуды и фазы, через приемные рупоры поверхности E1, первой сферической антенны 6 и кабели передачи СВЧ-8, на излучающие рупоры поверхности E2 второй сферической антенны 7. Поверхность E2 второй сферической антенны 7 фокусирует излучение в точку, находящуюся на параксиальной фокальной поверхности второй сферической антенны 7. Этот сигнал принимается одним из облучателей 4, расположенным на указанной фокальной поверхности, и поступает на вход связанного с ним имитатора эхосигнала 5. Имитатор эхосигнала 5 преобразует зондирующий сигнал РЛС 3 таким образом, что его характеристики становятся близкими к характеристикам реального эхосигнала (т.е. создает необходимый допплеровский сдвиг частоты, временную задержку, нормированную мощность и т. д. ) и излучает его через тот же облучатель 4 в направлении поверхности E2 второй сферической антенны 7. Если бы эта поверхность была отражающей, то отраженная этой поверхностью E2 квази-плоская волна проходила через центр сферы второй сферической антенн 7. Поверхность E2 не является отражающей, поэтому принятое поверхностью E2 излучение, соответствующее плоской волне, с сохранением амплитуды и фазы через кабели передачи СВЧ-8 передается на поверхность E1 первой сферической антенны 6, которая излучает эту плоскую волну в направлении антенны РЛС-3. The plane wave of the radar 2 probe signal emitted by the radar-3 antenna falls on the surface E1 of the first spherical antenna 6. If this surface were used as a reflector, it would have an approximate focal surface, a concentric surface E1 with a radius of ≈ R / 2, where R - radius of the sphere (i.e., paraxial focal surface). However, the surface E1 is not a reflector, and the radiation incident on it is transmitted with preservation of amplitude and phase, through the receiving horns of the surface E1, the first spherical antenna 6 and transmission cables microwave-8, to the radiating horns of the surface E2 of the second spherical antenna 7. The surface E2 of the second spherical antenna 7 focuses the radiation at a point located on the paraxial focal surface of the second spherical antenna 7. This signal is received by one of the irradiators 4 located on the specified focal surface, and is input the associated echo signal simulator 5. The echo signal simulator 5 converts the radar probe 3 signal in such a way that its characteristics become close to the characteristics of the real echo signal (that is, it creates the necessary Doppler frequency shift, time delay, normalized power, etc.) and radiates it through the same irradiator 4 in the direction of the surface E2 of the second spherical antenna 7. If this surface were reflective, then a quasi-plane wave reflected by this surface E2 passed through the center of the sphere of the second spherical antennas 7. The surface E2 is not reflective, therefore, the radiation received by the surface E2 corresponding to a plane wave, while maintaining the amplitude and phase through the microwave transmission cables 8, is transmitted to the surface E1 of the first spherical antenna 6, which emits this plane wave in the direction of the radar antenna-3 .
Так как первая сферическая антенна 6 расположена в ближней зоне антенны РЛС-3 и ориентирована так, что центр ее сферы совпадает с центром антенны РЛС-3, то плоская волна в апертуре антенны РЛС-3 имитирует бесконечно-удаленную цель, находящуюся в пространстве в угловой позиции, соответствующей угловой позиции облучателя 4. Since the first spherical antenna 6 is located in the near zone of the radar-3 antenna and is oriented so that the center of its sphere coincides with the center of the radar-3 antenna, the plane wave in the aperture of the radar-3 antenna simulates an infinitely distant target located in space in an angular position corresponding to the angular position of the irradiator 4.
Движение цели в пространстве создается перемещением облучателя 4 по фокальной (параксиальной) поверхности второй сферической антенны 7. The movement of the target in space is created by moving the irradiator 4 along the focal (paraxial) surface of the second spherical antenna 7.
Имитация нескольких целей с различными угловыми позициями обеспечивается несколькими однотипными облучателями, расположенными на фокальной поверхности. Simulation of several targets with different angular positions is provided by several of the same type of irradiators located on the focal surface.
Устройство симметрично и позволяет имитировать цели в секторе 120o как в азимутальной, так и в угломестной плоскостях.The device is symmetrical and allows you to simulate targets in the sector 120 o both in the azimuthal and elevation planes.
Следует отметить, что предложенное устройство может имитировать цели не только когда РЛС работает в режиме "излучение-прием", но и в случае, когда РЛС работает только "на прием" (например, при выключенном излучении или при переводе РЛС в режим эквивалента антенны). It should be noted that the proposed device can simulate targets not only when the radar operates in the "receive-receive" mode, but also in the case when the radar only works "for receive" (for example, when the radiation is turned off or when the radar is in antenna equivalent mode) .
В этом случае в качестве имитаторов 5 целесообразно использовать активные имитаторы эхосигналов генерирующие сигналы, синхронно связанные с РЛС. In this case, as simulators 5, it is advisable to use active simulators of echo signals generating signals synchronously associated with the radar.
Обоснование изобретение. Расчет размеров сферических коллиматоров. Justification of the invention. Sizing of spherical collimators.
Известно, что для имитации эхосигнала от бесконечно удаленной цели необходимо создать в раскрыве антенны РЛС плоский фронт ЭМ волны, перпендикулярный направлению на имитируемую цель. Это достигается либо путем удаления точечного источника излучения, например рупорной антенны имитатора в дальнюю зону антенны РЛС, либо путем применения колиматорных устройств (больших параболических зеркал, линз и т.д.), позволяющих получить плоскую волну в раскрыве антенны испытуемой РЛС при расположении этих устройств в ближней зоне антенны. В измерительной технике СВЧ наиболее распространены коллиматоры в виде усеченного параболического зеркала с облучателем в его фокусе. Такие коллиматоры обычно используются для снятия диаграмм направленности антенн в ближней зоне Френеля, что существенно сокращает размеры рабочего места, т.е. БЭК. It is known that to simulate an echo signal from an infinitely distant target, it is necessary to create a flat front of the EM wave in the aperture of the radar antenna that is perpendicular to the direction of the simulated target. This is achieved either by removing a point source of radiation, for example, a horn antenna of a simulator in the far zone of a radar antenna, or by using collimating devices (large parabolic mirrors, lenses, etc.) that allow a plane wave to be obtained in the antenna opening of the tested radar when these devices are located in the near zone of the antenna. In microwave measurement technique, collimators in the form of a truncated parabolic mirror with an irradiator in its focus are most common. Such collimators are usually used to take antenna patterns in the near Fresnel zone, which significantly reduces the size of the workplace, i.e. BEC.
Усечение зеркала параболоида позволяет значительно снизить теневое влияние облучателя и реакцию зеркала на облучатель за счет расположения облучателя вне зоны наиболее интенсивного поля зеркала. Truncation of the paraboloid mirror can significantly reduce the shadow effect of the irradiator and the reaction of the mirror to the irradiator due to the location of the irradiator outside the zone of the most intense field of the mirror.
Для имитации нескольких целей в коллиматорной антенне необходимо создать веерную диаграмму направленности, имеющую несколько порциальных лучей, каждый из которых имитирует бесконечно удаленную цель. To simulate several targets in a collimator antenna, it is necessary to create a fan radiation pattern having several portion rays, each of which simulates an infinitely distant target.
Параболическая антенна создает веер порциальных диаграмм, если облучателей несколько и они смещены из фокуса на различные расстояния (в плоскости, перпендикулярной оси антенны). A parabolic antenna creates a fan of partial diagrams if there are several irradiators and they are out of focus at different distances (in a plane perpendicular to the antenna axis).
Однако при смещении облучателя из фокуса параболической антенны происходит расфокусировка, вследствие чего искажается фронт волны и уменьшается коэффициент усиления антенны. Этот недостаток ограничивает пределы имитации целей по "углу" практически до ≈ 10o.However, when the feed is shifted from the focus of the parabolic antenna, defocusing occurs, as a result of which the wavefront is distorted and the antenna gain decreases. This drawback limits the limits of simulating targets in the "angle" to almost ≈ 10 o .
Этот недостаток параболических антенн устраняется в сферических антеннах. В такой антенне возможно осуществление сканирования луча (следовательно, и получение нескольких целей при использовании ее в качестве коллиматора в ближней зоне) в пределах широкого сектора углов ≈ 120o в обеих плоскостях без искажения диаграммы направленности сферического коллиматора. Эта возможность обусловлена тем, что сферическая антенна имеет не единственный фокус, а множество "параксиальных" фокусов, образующих параксиальную сферическую фокальную поверхность с радиусом, равным половине радиуса R сферической поверхности антенны (Справочник по радиолокации. /Под редакцией М. Сколника, том 2. М.: Светское радио, 1977, с. 116.This disadvantage of parabolic antennas is eliminated in spherical antennas. In such an antenna, it is possible to perform beam scanning (therefore, obtaining several targets when using it as a collimator in the near field) within a wide sector of angles ≈ 120 ° in both planes without distorting the radiation pattern of the spherical collimator. This possibility is due to the fact that a spherical antenna does not have a single focus, but a lot of "paraxial" foci forming a paraxial spherical focal surface with a radius equal to half the radius R of the spherical surface of the antenna (Radar Handbook / Edited by M. Skolnik, Volume 2. M.: Secular Radio, 1977, p. 116.
Однако сферические антенны имеют другой недостаток: в них в принципе нельзя избежать теневого влияния облучателя и реакцию зеркала на облучатель, так как посланный облучателем сигнал вдоль радиуса сферы после отражения от ее поверхности всегда проходит через облучатель и центр сферы. However, spherical antennas have another drawback: in principle, the shadow influence of the irradiator and the reaction of the mirror on the irradiator cannot be avoided, since the signal sent by the irradiator along the radius of the sphere after reflection from its surface always passes through the irradiator and the center of the sphere.
Эта проблема частично решена в устройстве А.З. N 94004191 (наш прототип), в котором для устранения указанного недостатка применен коллиматор в виде усеченного сферопараболического зеркала. This problem is partially solved in the device A.Z. N 94004191 (our prototype), in which a collimator in the form of a truncated spherical parabolic mirror is used to eliminate this drawback.
Наличие параболического профиля в устройстве позволило устранить этот недостаток ценой уменьшения зоны имитации цели в угломестной плоскости. The presence of a parabolic profile in the device made it possible to eliminate this drawback at the cost of reducing the target simulation zone in the elevation plane.
В предлагаемом устройстве теневое влияние облучателя и реакция зеркал на облучатель устранены путем введения двух сферических антенн с неотражающими ("проходными") поверхностями, связанными кабелями передачи, что позволило вывести облучатели из зоны "коллимирования". В результате это позволило обеспечить широкую зону имитации целей симметрично в обеих плоскостях. In the proposed device, the shadow influence of the irradiator and the reaction of the mirrors on the irradiator are eliminated by introducing two spherical antennas with non-reflecting ("passage") surfaces connected by transmission cables, which made it possible to remove the irradiators from the "collimation" zone. As a result, this allowed us to provide a wide target simulation zone symmetrically in both planes.
Многолучевые антенные системы, состоящие из двух сферических антенн с неотражающими ("проходными") поверхностями, связанными кабелями передачи, известны и применяются, например, в РЛС многолучевого типа, предназначенных для определения высоты целей в системе управления воздушным движением (Справочник по радиолокации. /Под редакцией Сколника. М.: Советское радио, 1977, т. 2, с. 203 - 205. Однако каких-либо сведений о применении подобных систем в качестве коллиматорных устройств для испытаний и контроля РЛС в малогабаритных помещениях в литературе не имеется. Multi-beam antenna systems consisting of two spherical antennas with non-reflective ("loop through") surfaces connected by transmission cables are known and used, for example, in multi-beam radars designed to determine the height of targets in an air traffic control system (Radar Reference. / Under edited by Skolnik, Moscow: Sovetskoe Radio, 1977, v. 2, pp. 203–205, however, there is no information on the use of such systems as collimator devices for testing and monitoring radars in small-sized rooms in the literature e there.
При расчете размеров сферических антенн, примененных в предложенном имитаторе целей, надо учесть то обстоятельство, что сферическая антенна не преобразует сферический волновой фронт, излучаемый из параксиальной фокальной точки, в плоский. Плоский фронт с допустимой фазовой ошибкой у этих антенн можно получить только с ограниченной части сферической поверхности, которая обычно называется "освещаемой" апертурой сферической антенны. Это объясняется явлением сферической аберрации, присущим лишь сферическим зеркалам. Если максимально допустимая фазовая ошибка по апертуре соответствует разности хода δ. то максимальный радиус апертуры a при расположении облучателя в параксиальном фокусе равен
(a/R)
(см. Справочник по радиолокации. Том 2, с. 116).When calculating the dimensions of the spherical antennas used in the proposed target simulator, it is necessary to take into account the fact that the spherical antenna does not convert the spherical wavefront radiated from the paraxial focal point to a flat one. A flat front with a permissible phase error for these antennas can be obtained only from a limited part of the spherical surface, which is usually called the "illuminated" aperture of the spherical antenna. This is due to the phenomenon of spherical aberration, inherent only to spherical mirrors. If the maximum permissible phase error in the aperture corresponds to the stroke difference δ. then the maximum aperture radius a when the irradiator is in the paraxial focus is
(a / R)
(see. Guide to Radar. Volume 2, p. 116).
При использовании коллиматора со сферической поверхностью, центр которой совмещен с центром антенны РЛС, диаметр освещаемой апертуры коллиматора должен быть больше диаметра антенны РЛС, чтобы плоский фронт "коллимированной" волны перекрывал апертуру антенны РЛС. When using a collimator with a spherical surface, the center of which is aligned with the center of the radar antenna, the diameter of the illuminated collimator aperture must be larger than the diameter of the radar antenna so that the flat front of the collimated wave overlaps the aperture of the radar antenna.
Целесообразно иметь
a = 1,3 - 1,5 ч, (2)
где
r - радиус антенны РЛС.Advisable to have
a = 1.3 - 1.5 hours, (2)
Where
r is the radius of the radar antenna.
Пример. Example.
Пусть r = 25 см, допустимая фазовая ошибка
длина волны λ = 3 см, a = 1,5 ч.Let r = 25 cm, permissible phase error
wavelength λ = 3 cm, a = 1.5 hours
Необходимо определить минимально допустимый радиус сферического профиля коллиматорной антенны R, чтобы фазовая ошибка в аппертуре антенны испытуемой РЛС не превышала заданную:
Согласно (1) и (2)
При R > 125 см фазовая ошибка в апертуре антенны РЛС с радиусом r = 25 см будет с гарантией меньше допустимой величины
At R> 125 cm, the phase error in the aperture of the radar antenna with a radius of r = 25 cm will be guaranteed to be less than the permissible value
Таким образом, в данном примере радиус каждой сферической антенны должен быть R = 125 см. Thus, in this example, the radius of each spherical antenna should be R = 125 cm.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107396A RU2125275C1 (en) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Target simulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97107396A RU2125275C1 (en) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Target simulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2125275C1 true RU2125275C1 (en) | 1999-01-20 |
| RU97107396A RU97107396A (en) | 1999-03-27 |
Family
ID=20192689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97107396A RU2125275C1 (en) | 1997-05-06 | 1997-05-06 | Target simulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2125275C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111190152A (en) * | 2020-02-12 | 2020-05-22 | 南京理工大学 | Design method of spherical surface multi-channel spatial distribution simulation angle |
| CN112394234A (en) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | 稜研科技股份有限公司 | Quick aerial production line test platform |
-
1997
- 1997-05-06 RU RU97107396A patent/RU2125275C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Методы измерения характеристик антенн СВЧ. / Под ред. Н.М.Цейтлина. - М.: Радио и связь, 1985, с. 139 - 143. Справочник по радиолокации. / Под ред. М.Сколнина. Т.2. - М.: Сов.радио, 1977, с.116. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112394234A (en) * | 2019-08-16 | 2021-02-23 | 稜研科技股份有限公司 | Quick aerial production line test platform |
| EP3779477A3 (en) * | 2019-08-16 | 2021-05-26 | TMY Technology Inc. | Rapid over-the-air production line test platform |
| US11205827B2 (en) | 2019-08-16 | 2021-12-21 | Tmy Technology Inc. | Rapid over-the-air production line test platform |
| TWI751645B (en) * | 2019-08-16 | 2022-01-01 | 稜研科技股份有限公司 | Rapid over-the-air production line test platform |
| CN111190152A (en) * | 2020-02-12 | 2020-05-22 | 南京理工大学 | Design method of spherical surface multi-channel spatial distribution simulation angle |
| CN111190152B (en) * | 2020-02-12 | 2023-04-07 | 南京理工大学 | Design method of spherical surface multi-channel spatial distribution simulation angle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5247843A (en) | Apparatus and methods for simulating electromagnetic environments | |
| Johnson et al. | Determination of far-field antenna patterns from near-field measurements | |
| US3775769A (en) | Phased array system | |
| US10838059B2 (en) | Acoustic phased array antenna with isotropic and non-isotropic radiating elements | |
| US20190319368A1 (en) | Electromagnetic Phased Array Antenna with Isotropic and Non-Isotropic Radiating Elements | |
| US11411324B2 (en) | Phased array antenna with isotropic and non-isotropic radiating and omnidirectional and non-omnidirectional receiving elements | |
| JP2023547206A (en) | Radar beacon and radar measurement system | |
| US11749909B2 (en) | Phased array antenna with isotropic and non-isotropic radiating and omnidirectional and non-omnidirectional receiving elements | |
| US5670965A (en) | Compact antenna test range | |
| AU2002300745B2 (en) | Complex radar target simulator | |
| RU2125275C1 (en) | Target simulator | |
| US3878523A (en) | Generation of scanning radio beams | |
| RU2391682C1 (en) | Method and device for simulating monopulse radar signal | |
| RU2093852C1 (en) | Gear simulating targets | |
| CN114325133A (en) | Microwave darkroom compact range test system | |
| USH514H (en) | Compact range for variable-zone measurements | |
| RU2814430C1 (en) | Method of target location | |
| RU2792419C1 (en) | Method for obtaining information about meteorological objects in primary radars | |
| RU2815004C2 (en) | Method for beam control in hybrid two-mirror antenna system and device for its implementation | |
| CN112904583B (en) | Radio frequency/optical composite target simulation device and method | |
| US4010472A (en) | Antenna scanning apparatus | |
| Geschke et al. | Post-integration Antenna Characterisation for a V-band Drone-detection Radar | |
| RUSSELL et al. | Radio frequency system simulator | |
| Ratcliffe | Aerials for radar equipment | |
| Woods et al. | Precision radar measurements using a novel compact test range |