pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2017-8-4-17-23pimi-343Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АППАРАТНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ПЛАНАРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ХАРАКТЕРИСТИК АНТЕНН В БЛИЖНЕЙ ЗОНЕPRACTICAL IMPLEMENTATION OF HARDWARE AND SOFTWARE COMPLEX FOR PLANAR MEASUREMENTS OF ANTENNA CHARACTERISTICS IN THE NEAR ZONEБудайА. Г.BudayA. G.

ул. Курчатова, 7, г. Минск 220045

Kurchatov str., 7, Minsk 220045, Belarus

ГринчукА. П.GrinchukA. P.

Адрес для переписки: Гринчук А.П. – Институт прикладных физических проблем им. 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.

ул. Курчатова, 7, г. Минск 220045

Kurchatov str., 7, Minsk 220045, Belarus

Институт прикладных физических проблем имени А.Н. Севченко Белорусского государственного университетаБеларусьA.N. Sevchenko Research Institute of Applied Physical Problems, Belarusian State UniversityBelarus20171512201784334343Copyright © 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/343

Измерение диаграмм направленности антенн проводится методами дальней и ближней зоны. Измерения в дальней зоне являются прямыми, однако обладают рядом недостатков. Ближнезонные способы измерения свободны от недостатков измерений в дальней зоне, но требует для своей реализации сложной и дорогостоящей аппаратуры и оборудования.

Ранее авторами разработана концепция построения аппаратно-программного комплекса модульной конструкции для определения характеристик антенных систем по измерениям в ближней зоне. Концепция предполагает создание универсального измерительного комплекса для исследования различных типов антенных систем с любым типом поверхности измерения (плоскость, цилиндр, сфера) для решения широкого круга прикладных задач. Целью данной работы явилась практическая реализация варианта измерительного комплекса для измерения по плоскости и определение его метрологических (аппаратных и программных) возможностей.

Разработан, создан и практически опробован действующий экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса для измерения характеристик антенных систем, реализующий радиоголографический метод измерения по плоскости. Проведена предварительная оценка погрешностей измерения амплитуды и фазы в динамическом диапазоне 45 дБ и сравнение характеристик нескольких типов антенн, измеренных в дальней и ближней зонах. Разработаны алгоритмы, создано программное обеспечение по обработке, хранению и графическому отображению результатов измерения.

Directional patterns measurement of antennas is carried out by the methods of far and near zone. Measurements in the far zone are straightforward; however they have a number of disadvantages. Near zone measurement methods are free from measurement shortcomings in the far zone, but it requires complex and expensive equipment for its implementation.

Earlier, the authors have developed a concept of hardware and software modular design complex to determine antenna system characteristics as per measurements in the near zone. This concept assumes creation of a universal measuring complex to investigate various types of antenna systems with any type of measurement surface (plane, cylinder, sphere) in order to solve a wide range of applied problems. The purpose of this work lies in practical implementation of a variant of this measuring complex for measurement along the plane and determination of its metrological (hardware and software) capabilities.

A working experimental sample of hardware and software complex for measuring the characteristics of antenna systems that realizes a radio-holographic method for measuring along a plane has been developed, created and practically tested. A preliminary estimation of errors in amplitude and phase measurements in the dynamic range of 45 dB and a comparison of the characteristics of several types of antennas measured in far and near zones have been made. Algorithms have been developed, a software for processing, storing and graphical display of measurement results has been created.

антенная системадиаграмма направленностиближняя зонаизмерительный комплексantenna systemdirectional patternnear zonemeasuring complexReferencesParini, C. Theory and Practice of Modern Antenna Range Measurements / C. Parini, S. Gregson, J. McCormik, D. Janse van Rensburg ; The Institution of Engineering & Technology. – London, 2015. – 784 p.Parini C., Gregson S., McCormik J., Janse van Rensburg D. Theory and Practice of Modern Antenna Range Measurements C. Parini ; The Institution of Engineering & Technology. London, 2015, 784 p.Gregson, S. Principles of planar–near–field antenna measurements / S. Gregson, J. McCormik, C. Parini // Electromagnetic waves series. – Vol. 53. The Institution of Engineering & Technology. – London, 2007. – С. 95–103.Gregson S., McCormik J., Parini C. Principles of planar–near–fi antenna measurements. Electro¬ magnetic waves series, vol. 53, The Institution of Engineering & Technology, London, 2007, pp. 95–103.Курочкин, А.П. Теория и техника антенных измерений / А.П. Курочкин // Антенны. – 2009. – № 7. – С. 39–45.Kurochkin A. [Theory and technology of antenna measurement]. Antennas, 2009, no. 7, рр. 39–45 (in Russian).Виноградов, А.Д. Методика антенных измерений, их современное применение и автоматизация / А.Д. Виноградов // Антенны. – 2010. – № 5. – С. 15–21.Vinogradov A. [Methods of antenna measurements, their modern application and automatization]. Antennas, 2010, no. 5, рр. 15–21 (in Russian).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., Kirpanev А. [Investigation of antennas and characteristics of radar objects dispersion as per planar measurements in the near zone]. Achievements of Modern Radioelectronics, 2013, no. 2,рр. 63–68 (in Russian).Орехов, Ю.И. Автоматизированный комплекс для измерения амплитудно-фазовых распределений диэлектрических излучателей в ближней зоне / Ю.И. Орехов [и др.] // Антенны. – 2010. – № 7. – С. 38–43.Orehov J., Makarychev N., Gainulina E., Tihonov А., Kravtsov D. [Automated complex for amplitude-phase distributions measuring of dielectric radiators in the near zone]. Antennas, 2010, no. 7, рр. 38–43 (in Russian).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.Malai I., Shkurkin М. [Application of statistical test method for evaluation of metrological characteristics of antenna automated measuring systems in the near zone]. Antennas, 2014, no. 12, 50–55 (in Russian).Бойко, С.Н. Исследование погрешностей измерения диаграмм направленности антенн в условиях ограниченного пространства / С.Н. Бойко [и др.] // Антенны. – 2014. – № 10. – С. 60–66.Boiko S., Kosyakin S., Koshevoy D., Kuharenko А., Yaskin J. [Investigation of measuring inaccuracy of direction patterns in conditions of constraint environment]. Antennas, 2014, no. 10, рр. 60–66 (in Russian).Варенцов, Е.Л. Методика экспериментального исследования характеристик антенных систем в дальней зоне с повышенной точностью / Е.Л. Варенцов, А.В. Кашин // Антенны. – 2016. – № 1. – С. 96–108.Varentsov Е., Kashin А. [Method of experimental investigation of characteristics of antenna systems in the far zone with increased accuracy]. Antennas, 2016, no. 1, рр. 96–108 (in Russian).Будай, А.Г. Разработка концепции построения аппаратно-программного комплекса модульной конструкции для определения характеристик антенных систем по измерениям в ближней зоне / А.Г. Будай, А.П. Гринчук, А.В. Громыко // Приборы и методы измерений. – 2017. – № 2. – С. 151–159. doi: 10.21122/2220-9506-2017-8-2-151-159Budai А., Grinchuk A., Gromyko A. [Development concept of hardware and software modular design complex to determine antenna system characteristics as per measurements in the near zone]. Devices and Methods of measurements, 2017, no. 2, рр. 151–159 (in Russian). doi: 10.21122/2220-9506-2017-8-2-151-159

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