Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 7 · ELECTRODYNAMICS

Physical experiment on antenna pattern retrieval in the framework of a converging cluster of plane waves

L.K. Abuhadma1,2, A.V. Dardymov1,2, V.N. Lavrushev1,2, I.I. Choni1,2

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ, Kazan, Russia
2 Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.7.11 UDC 621.396.67.012.12 EDN HFGETJ

Abstract

The results of the physical experiment on the reconstruction of the radiation pattern (DN) of the antenna performed in the educational laboratory are discussed. The R & S FSH8 handheld vector network analyzer served as a measuring instrument. Our processing program that implements the methodology of a convergent cluster of plane waves (CCPW) reads a data file from the HSF8 unit. In the measurement plane, the antenna under test has dimension of 1.5λ. It was irradiated from a short distance of 4λ. One of the objectives of the experiment was to test the applicability of the two-dimensional approach (measurement and retrieval of the antenna radiation pattern (ARP) in the plane) for an inevitably three-dimensional situation in reality. The mean square deviation of the retrieval ARP from the true one was 0.04, while its value for the primary data was 0.23. Thus, the results of the experiment are quite encouraging, especially given the instrumental error in the processed data.

  • экспериментальная установка
  • измерения
  • сходящийся пучок плоских волн
  • пространственный спектр
  • диаграмма направленности
  • алгоритм восстановления
  • experimental setup
  • measurements
  • convergent cluster of plane waves
  • spatial spectrum
  • radiation pattern
  • reconstruction algorithm
Аннотация (на русском)

Физический эксперимент по реконструкции диаграммы направленности антенны в рамках методологии сходящегося пучка плоских волн

Обсуждаются результаты физического эксперимента по реконструкции диаграммы направленности (ДН) антенны, выполненного в условиях учебной лаборатории. Измерительным прибором служил переносной векторный анализатор цепей R&S FSH-8. Файлы результатов считывались программой обработки, реализующей методологию сходящегося пучка плоских волн. При габарите тестовой антенны в плоскости измерений 1.5λ она облучалась с короткого расстояния в 4λ. Одной из целей эксперимента была проверка применимости двухмерного подхода (измерения и восстановление ДН в плоскости) в реальной неизбежно трехмерной ситуации. Средний квадрат отклонения (СКО) реконструированной ДН от истинной ДН составил 0.04 при его значении 0.23 для первичных результатов. Таким образом, результаты эксперимента следует признать обнадеживающими, тем более что в обрабатываемых данных присутствует инструментальная погрешность.

For citation

Abuhadma L.K., Dardymov A.V., Lavrushev V.N., Choni I.I. Physical experiment on antenna pattern retrieval in the framework of a converging cluster of plane waves // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.7.11

References

  1. Л. Д. Бахрах, С. Д. Кременецкий, А. П. Курочкин. Методы измерения параметров излучающих систем в ближней зоне. - Л.: «Наука». 1985. 272 с.
  2. С. А. Плохих, Д. М. Сазонов, В. И. Щербаков. Восстановление диаграмм направленности антенн методом эталонной антенны по амплифазометрическим измерениям в ближней зоне // Известия вузов. Радиоэлектроника, т. 30. 1987. № 2. С. 59 - 64.
  3. Ю. И. Чони, С. А. Пироженко. Восстановление ДН антенны по результатам измерений в неидеальных условиях // Известия вузов. Радиоэлектроника. т. 35. 1992. №2. С. 43-50.
  4. Loredo, S., M. R. Pino, F. Las-Heras Andres, and T. K. Sarkar, "Echo identification and cancellation techniques for antenna measurement in non-anechoic test sites" IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2004, vol. 46, no. 1, pp. 100-107.
  5. Weixin Zhao. Retrieval of free space radiation patterns through measured data in a non-anechoic environment. PhD dissertation. Syracuse University. USA. December 2013. 165 p. // [Электронный ресурс]. URL: http://surface.syr.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1007&context=etd
  6. М. В. Инденбом. Восстановление диаграммы направленности линейной антенны и устранение влияния отражений по измерениям в зоне Френеля // Антенны, 2013, № 3, C. 46-57.
  7. Ю. В. Кривошеев. Измерение характеристик антенн в зоне Френеля на разреженной сетке углов. Канд. дисс. ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ». 2014
  8. И. Ю. Данилов, Ю. И. Чони. Методическая и шумовая погрешности восстановления диаграммы направленности антенны при измерениях в неидеальных условиях, представимых сходящимся пучком плоских волн. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2015. № 1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan16/16/text.pdf
  9. Yu. I. Choni, I. Yu. Danilov, L. K. T. Abuhadma. Antenna pattern retrieval from measurements in non-ideal anechoic chamber. // «2018 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications». Moscow, Russia 14-15 March 2018, pp. 198-204.