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 r_и. 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 r_и 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 (r_и = r _б), 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: