Радиопромышленность. 2019; 29: 8-17
Исследование формы волнового фронта, формируемого микроволновым коллиматором, при использовании сборки облучателей
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2019-29-4-8-17Аннотация
Анализируются искажения фазовой структуры зондирующего поля, возникающие при использовании в составе радиолокационного измерительного комплекса коллиматорного типа сборок облучателей, применяемых для измерения поляризационных матриц рассеяния объектов локации. Показано, что в силу специфики конструкции фазовые центры облучателей в составе сборки вынесены из фокуса коллиматора, что приводит к возникновению продольно-поперечной дефокусировки, выражающейся в наклоне и искривлении волнового фронта зондирующего поля. Для количественного анализа указанных искажений предложена методика расчета хода лучей в системе «облучатель – зеркало коллиматора – рабочая зона». Для коллиматора МАК-5 получены численные оценки фазового распределения и наклона волнового фронта зондирующего поля, а также вариации бистатических углов, соответствующие использованию сборки облучателей при осуществлении радиолокационных измерений. Показано, что при величине смещений фазовых центров облучателей в составе сборки, не превышающей длины волны, формируемое ими поле имеет квазиплоский характер – изменение фазы в плоскости, перпендикулярной направлению распространения, не превышает 8°. Однако наклон волнового фронта зондирующего поля к продольной оси коллиматора, а также принципиально бистатический характер измерений являются источниками неисключаемых систематических погрешностей измерения характеристик рассеяния целей при использовании сборок облучателей.
Список литературы
1. Майзельс Е. Н., Торгованов В. А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей. М.: Советское радио, 1972. 232 с.
2. Мицмахер М. Ю., Торгованов В. А. Безэховые камеры СВЧ. М.: Радио и связь, 1982.128 с.
3. Knott E. F. Radar cross section measurement. Boston, Artech House, 1993, 557 p.
4. Hemming L. H. Electromagnetic Anechoic Chambers: A Fundamental Design and Specification Guide. New York, Wiley-IEEE Press, 2002, 240 p.
5. Балабуха Н. П., Зубов А. С. Солосин В. С. Компактные полигоны для измерения характеристик рассеяния объектов. М.: Наука, 2007. 266 с.
6. New Network Analyzer Methodologies in Antenna/RCS Measurements. White Paper Agilent Technologies, Inc. 2004, 12 p.
7. Предварительные результаты испытаний модернизированного измерительного комплекса контроля радиолокационных характеристик объектов и радиотехнических характеристик антенн / А. В. Галеницкий, В. В. Неелов, А. В. Ражев, Б. А. Самородов, М. А. Федоров // Труды III Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации вооружения, военной и специальной техники». СПб.: ВКА имени А. Ф. Можайского, 2016. С. 215–219.
8. Knott E. F., Senior T. B. A. How Far is Far? IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1974, vol. 22, no. 5, pp. 732–734.
9. Lee Т. Н., Burnside W. D. Performance trade-off between serrated edge and blended rolled edge compact range reflectors. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1996, vol. 44, pp. 87–96.
10. Burnside W. D., Gilreath M. C., Kent B. M., Clerici G. L. Curved edge modification of compact range reflector. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1987, vol. 35, iss. 2, pp. 176–182.
11. Gupta I. J., Ericksen K. P., Burnside W. D. Method to design blended rolled edges for compact range reflectors. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1990, vol. 38, iss. 6, pp. 853–861.
12. Balanis C. A. Antenna Theory: Analysis and Design. New York, John Wiley & Sons, 2016, 1095 p.
13. Rodriguez V. Basic Rules for Anechoic Chamber Design. Part 2. Compact Ranges and Near Field Measurements. Microwave Journal, 2016, February, pp. 80–90.
14. Особенности измерения характеристик рассеяния радиолокационных отражателей катафотного типа с использованием коллиматорного метода / С. В. Гармаш, В. В. Неелов, А. А. Самородов, Б. А. Самородов // Вопросы радиоэлектроники. 2018. № 9. С. 6–12.
Radio industry (Russia). 2019; 29: 8-17
Wavefront distortion analysis of a microwave collimator system with complex horn feed
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2019-29-4-8-17Abstract
Phase structure distortion of the probe field that occurs when the collimator-type assemblies of irradiators used in measuring the polarization scattering matrices of location objects are used as part of the radar measuring complex was discussed. It is shown that, due to the specific design, the phase centers of the irradiators in the assembly are removed from the collimator focus, resulting in the appearance of longitudinal-transverse defocusing, which is expressed in the slope and curvature of the wavefront of the probe field. For a quantitative analysis of these distortions, a method for calculating the ray path in the «irradiator – collimator mirror – test zone» system is proposed. For the MAK-5 collimator, numerical estimates of the phase distribution and slope of the wavefront of the probe field, as well as variations in bistatic angles corresponding to the use of an irradiator assembly for radar measurements, were obtained. It is shown that, with the displacements of the phase centers of the irradiators in the assembly not exceeding the wavelength, the field formed by them has a quasi-plane character – the phase change in the plane perpendicular to the propagation direction does not exceed 8°. However, the slope of the wavefront of the probe field to the longitudinal axis of the collimator, as well as the fundamentally bistatic nature of the measurements, are sources of inextricable systematic errors in measuring the scattering characteristics of targets when using irradiator assemblies.
References
1. Maizel's E. N., Torgovanov V. A. Izmerenie kharakteristik rasseyaniya radiolokatsionnykh tselei. M.: Sovetskoe radio, 1972. 232 s.
2. Mitsmakher M. Yu., Torgovanov V. A. Bezekhovye kamery SVCh. M.: Radio i svyaz', 1982.128 s.
3. Knott E. F. Radar cross section measurement. Boston, Artech House, 1993, 557 p.
4. Hemming L. H. Electromagnetic Anechoic Chambers: A Fundamental Design and Specification Guide. New York, Wiley-IEEE Press, 2002, 240 p.
5. Balabukha N. P., Zubov A. S. Solosin V. S. Kompaktnye poligony dlya izmereniya kharakteristik rasseyaniya ob\"ektov. M.: Nauka, 2007. 266 s.
6. New Network Analyzer Methodologies in Antenna/RCS Measurements. White Paper Agilent Technologies, Inc. 2004, 12 p.
7. Predvaritel'nye rezul'taty ispytanii modernizirovannogo izmeritel'nogo kompleksa kontrolya radiolokatsionnykh kharakteristik ob\"ektov i radiotekhnicheskikh kharakteristik antenn / A. V. Galenitskii, V. V. Neelov, A. V. Razhev, B. A. Samorodov, M. A. Fedorov // Trudy III Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Sovremennye problemy sozdaniya i ekspluatatsii vooruzheniya, voennoi i spetsial'noi tekhniki». SPb.: VKA imeni A. F. Mozhaiskogo, 2016. S. 215–219.
8. Knott E. F., Senior T. B. A. How Far is Far? IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1974, vol. 22, no. 5, pp. 732–734.
9. Lee T. N., Burnside W. D. Performance trade-off between serrated edge and blended rolled edge compact range reflectors. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1996, vol. 44, pp. 87–96.
10. Burnside W. D., Gilreath M. C., Kent B. M., Clerici G. L. Curved edge modification of compact range reflector. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1987, vol. 35, iss. 2, pp. 176–182.
11. Gupta I. J., Ericksen K. P., Burnside W. D. Method to design blended rolled edges for compact range reflectors. IEEE Trans. Antennas and Propagation, 1990, vol. 38, iss. 6, pp. 853–861.
12. Balanis C. A. Antenna Theory: Analysis and Design. New York, John Wiley & Sons, 2016, 1095 p.
13. Rodriguez V. Basic Rules for Anechoic Chamber Design. Part 2. Compact Ranges and Near Field Measurements. Microwave Journal, 2016, February, pp. 80–90.
14. Osobennosti izmereniya kharakteristik rasseyaniya radiolokatsionnykh otrazhatelei katafotnogo tipa s ispol'zovaniem kollimatornogo metoda / S. V. Garmash, V. V. Neelov, A. A. Samorodov, B. A. Samorodov // Voprosy radioelektroniki. 2018. № 9. S. 6–12.
