Выбор типа БЭК для заданных измерений
Основная задача, решаемая при создании безэховой камеры— это ослабление до требуемой величины отражений от поверхности, ограничивающей ее объем. Так создаются условия «свободного пространства» внутри замкнутого объема, при которых поле источника не искажается за счет отражений.
Для прямоугольного объема создание условий свободного пространства в рабочей зоне приводит к необходимости уменьшения отражений от всех шести ограничивающих поверхностей. Однако решение задачи в такой общей постановке для данных измерений может оказаться слишком сложным и дорогим. Зачастую при создании БЭК используется тот факт, что отражения от разных частей ограничивающей поверхности неравнозначны по создаваемой погрешности при проведении данной группы измерений.
В первой главе показано, что в настоящее время используется большое многообразие типов безэховых камер. Это и прямоугольные БЭК с различной формой рабочей поглощающей поверхности, и рупорные, широко применяемые в настоящее время для ряда измерений, и камеры, часть поверхности которых используется в качестве радиозеркала, в том числе камеры с коллиматорами, преобразующими поле передающей антенны. Такое многообразие создает определенные трудности в выборе типа безэховой камеры для проведения заданных радиоизмерений.
Мы попытаемся на основе введенных ниже четырех групп измерений вскрыть связи между применяемым типом безэховой камеры и особенностями проводимых в ней измерений. Выделим четыре параметра, характеризующие применимость безэховой камеры для проведения данных измерений: уровень рабочей безэховости: форма и размеры безэховой зоны; форма и размеры зоны излучения (зоны расположения источников излучения в БЭК); взаимное расположение зон излучения и безэховости, характеризуемое расстоянием l между ними.
По признакам, определяющим требования к безэховости, все многообразие измерений, проводимых в БЭК, можно разделить на четыре группы:
I. Измерения, при которых передающая антенна может быть расположена вне зоны безэховости камеры на расстоянии l от нее и в процессе измерений перемещаться в пределах зоны излучения размером rи. Это наиболее общий случай, при котором может изменяться фаза интерферирующих сигналов, отраженных от любой части ограничивающей БЭК поверхности. К этой группе относятся измерения пеленгационной точности аппаратуры при точном определении углов и угловых скоростей, физическое моделирование процессов наведения летающих объектов [7], измерение ошибок, создаваемых обтекателем с отсчетом пеленга по величине перемещения источника [66] и ряд других измерений.
II. Измерения, при которых источник излучения, также находящийся вне зоны безэховости, в процессе измерения не перемещается в пространстве камеры. При этом зона излучения вырождается, а ее максимальный размер rи оказывается равным излучающему раскрыву передающей антенны. Это обширная группа измерений [67], включающая большинство антенных измерений, про водимых в БЭК: измерения диаграммы направленности антенн вращением относительно ее центра излучения, коэффициента усиления антенн, поляризационных характеристик антенн; пеленгационных характеристик антенн вращением испытуемой антенны; измерение характеристик обтекателей без перемещения источника в пространстве.
Как будет показано ниже, специфика измерений, связанная с тем, что в процессе измерений линия связи неподвижна в пространстве камеры, используется при выборе оптимальных типов безэховых камер.
III. Измерения, при которых источник излучения располагается внутри безэховой зоны камеры. При этом зачастую зоны излучения и безэховости совпадают. К этим измерениям относятся измерения электромагнитной совместимости различных радиосистем, располагаемых на одном объекте; измерение ближнего поля больших антенн для определения их диаграмм направленности [67, 68] и измерение параметров согласования и входного сопротивления антенн и ряд других.
IV. Измерения ЭПР и радиолокационной диаграммы рассеяния различных объектов [9]. Эти измерения характеризуются, так же как и предыдущие, наличием совпадающих зон излучения и безэховости, в 'которой расположена радиолокационная аппаратура (rи = rб), но, кроме того, на расстоянии l от нее имеется также вспомогательная безэховая излучающая зона (r'и=r'б), в которой расположен испытуемый объект.
Требования по безэховости для основной и вспомогательной зон различны. Безэховость основной зоны, исчисляемая от уровня мощности, излучаемой радиолокационной измерительной аппаратурой, определяется уровнем обратного излучения исследуемого объекта. Так, при исследовании малых значений ЭПР объектов требования по безэховости возрастают, так как отраженный от БЭК сигнал должен быть много меньше сигнала, отраженного от объекта, ЭПР которого измеряется. Безэховость вспомогательной зоны обычно сравнительно невелика, так как она связана с сохранением типа волны, облучающей исследуемый объект.
|
Указанным группам измерений соответствуют следующие параметры, характеризующие безэховость: