pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2017-8-2-151-159pimi-309Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsРАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА МОДУЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕННЫХ СИСТЕМ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕDEVELOPMENT OF CONCEPT OF HARDWARE-SOFTWARE COMPLEX OF MODULAR DESIGN FOR DETERMINATION OF ANTENNA SYSTEMS׳ CHARACTERISTICS BASED ON MEASUREMENTS IN THE NEAR FIELDБудайА. Г.BudayA. G.ГринчукА. П.GrinchukA. P.

Адрес для переписки: Гринчук А.П. - Институт прикладных физических проблем имени А.Н. Севченко Белорусского государственного университета, ул. Курчатова, 7, г. Минск 220045       e-mail: anatbudai@gmail.com

Address for correspondence: Grinchuk A. - A.N. Sevchenko Research Institute of Applied Physical Problems, Belarusian State University, Kurchatov str., 7, Minsk 220045, Belarus    e-mail: anatbudai@gmail.com

anatbudai@gmail.comГромыкоА. В.GromykoA. V.Институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белорусского государственного университетаБеларусьA.N. Sevchenko Research Institute of Applied Physical Problems, Belarusian State University,Belarus20170906201782151159Copyright © Будай А.Г., Гринчук А.П., Громыко А.В., 20172017Будай А.Г., Гринчук А.П., Громыко А.В.Buday A.G., Grinchuk A.P., Gromyko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/309

Измерения амплитудно-фазового распределения поля излучения сложных антенных систем на некоторой поверхности вблизи излучающей апертуры позволяют решить задачи восстановления пространственной диаграммы направленности антенных систем в дальней зоне и определить влияние различных конструктивных элементов и дефектов излучающих поверхностей на формирование диаграммы направленности. Целью данной работы явилась разработка универсального аппаратно-программного комплекса модульной конструкции для определения характеристик широкого круга антенных систем по измерениям амплитудно-фазового распределения поля излучения в ближней зоне. 

Проанализированы описанные в литературе уравнения, связывающие структуру полей излучения антенной системы на различных расстояниях от нее в планарной, цилиндрической и сферической системах координат, а также структурные схемы аппаратной части измерительных комплексов,

В результате разработана концепция построения универсального аппаратно-программного комплекса для измерения поля излучения различных типов антенных систем с любым типом поверхности измерения для решения широкого круга прикладных задач. Предложена модульная структура аппаратной части комплекса и программного обеспечения, что позволяет оперативно переконфигурировать комплекс для измерения характеристик любой конкретной антенной системы на всех стадиях разработки и испытаний изделия, а также делает комплекс экономически доступным даже для небольших предприятий и организаций.

Measuring the amplitude-phase distribution of the radiation field of complex antenna systems on a certain surface close to the radiating aperture allows solving the problem of reconstructing the free-space diagram in the far field and also helps in determining the influence of various structural elements and defects of radiating surfaces on formation of directional diagram. The purpose of this work was to develop a universal hardware-software complex of a modular design aimed for determining the characteristics of wide range of antenna systems in respect of measurements of the amplitude-phase distribution of the radiation field in the near zone.

The equations that connect the structure of radiation fields of the antenna system at various distances from it in planar, cylindrical and spherical coordinate systems as well as structural diagrams of the hardware part of measuring complexes have been analyzed.

As a result, the concept of constructing a universal hardware-software complex for measuring the radiation field of various types of antenna systems with any type of measurement surface for solving a wide range of applied problems has been developed. A modular structure of hardware and software has been proposed; it allows reconfiguring the complex rapidly in order to measure the characteristics of any particular antenna system at all stages of product development and testing, and also makes the complex economically accessible even for small enterprises and organizations.

антенная системадиаграмма направленностиближняя зонаизмерительный комплексбыстрое преобразование Фурьеantenna systemdirection patternnear zonemeasuring complexfast Fourier transformReferencesЗахарьев, Л.Н. Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Л.Н. Захарьев, В.И. Турчин, Н.М. Цейтлин. – М., 1985. – 368с.Zakhariev L.N., Turchin V.I., Tseitlin N.M. Metody izmereniya kharakteristik antenn SVCh [Method of measurement of microwave antenna characteristics]. Moscow, 1985, 368 p. (in Russian).Бахрах, Л.Д. Методы измерения излучающих систем в ближней зоне / Л.Д. Бахрах, С.Д. Кременецкий, А.П. Курочкин. – Л., 1985. – 272 с.Bahrah L.D., Kremenetsky S.D., Kurochkin A.P. Metody izmereniya izluchayushchikh sistem v blizhnei zone [Method of measurement of radiation systems in the near zone]. 1985, 272 p. (in Russian).Курочкин, А.П. Теория и техника антенных измерений / А.П. Курочкин // Антенны. – 2009. – № 7. – С. 39–45.Kurochkin A.P. [Theory and method of antenna measurements]. Antenny [Antennas], 2009, no. 7, pp. 39–45.Виноградов, А.Д. Методика антенных измерений, их современное применение и автоматизация / А.Д. Виноградов // Антенны. – 2010. – № 5. – С. 15–21.Vinogradov A.D. [Methods of antenna measurements, their modern application and automatization]. Antenny[Antennas], 2010, no. 5, pp. 15–21.Васендин, С.В. Исследование антенн и характеристик рассеяния радиолокационных объектов по планарным измерениям в ближней зоне / С.В. Васендин, А.В. Кирпанев // Успехи современной радиоэлектроники. – 2013. – № 2. – С. 63–68.Vasendin S.V., Kirpanev A.V. [Investigation of antennas and characteristics of radar objects scattering by planar measurements in the near zone]. Uspehi sovremennoj radioelectroniki [Successes of modern radio electronics], 2013, no. 2, pp. 63–68.Малай, И.М. Применение метода статистических испытаний для оценки метрологических характеристик антенных автоматизированных измерительных комплексов ближней зоны / И.М. Малай, М.С. Шкуркин. – Антенны. – 2014. – № 12. – С. 50–55.Malaj I.M., Shkukrin M.S. [Application of statistical tests method for evaluation of metrological characteristics of antenna automated near-field measuring systems]. Antenny [Antennas], 2014, no. 12, pp. 50–55.Кирпанев, А.В. Особенности измерения характеристик излучения системы антенна–фрагмент носителя по измерениям на сфере / А.В. Кирпанев, В.С. Назаров // Успехи современной радиоэлектроники. – 2013. – № 2. – С. 69–74.Kirpanev A.V, Nazarov V.S. [Features of measuring the radiation characteristics of an antenna-fragment carrier system by measurements on a sphere]. Uspehi sovremennoj radioelectroniki [Successes of modern radio electronics], 2013, no. 2, pp. 69–74.Арфкен, Г. Математические методы в физике / Г. Арфкен. – М., 1970. – 524 с.Arfken G. Matematicheskie metody v fizike [Mathematical Methods in Physics]. 1970, 524 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.