CN104833863B - 一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法,包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块；波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图，得到整体天线的合成方向图。解决一般远场暗室测试受限于距离、空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题。该发明可应用于通信、测控等多个领域。

Description

一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种天线测试技术，尤其涉及的是一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法。

背景技术

在相控阵天线设计中，为了确保所涉及的天线指标达到设计要求，需要对其设计的指标进行测试，其中天线的方向图是最重要的测试结果。常用的天线测试分为远场暗室测试和近场暗室测试。其中远场暗室测试需要的环境简单，成本低，易于操作。而近场暗室测试需要的测试设备成本高，测试环境要求高。

在目前的高频相控阵天线测试普遍选用近场暗室测试系统，普通的远场暗室测试受限于距离、空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题主要是有如下几点原因：高频相控阵天线的方向图主瓣波束窄，远场暗室不容易找到主板峰值；高频相控阵天线的远场测试距离大，一般的远场暗室空间有限，无法进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法,解决了常用的远场暗室测试很难应用于高频相控阵天线测试的难题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，

暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块；

波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；

数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，使其指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图，得到整体天线的合成方向图。

一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，包括以下步骤：

(1)将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面；

(2)开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件；

(3)调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测试；

(4)依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试；

(5)将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图。

所述步骤(1)中，子阵面的分割依据如下：

R≥4D²/λ

其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距离。

所述步骤(3)中，子阵面方向图的测试数据记录为：

f(θ)＝Ae^α

其中：A为信号幅值，f(θ)是单个子阵面的方向图在θ角度上的对应幅值，θ为方向图的不同测试角度，信号相位α。

所述步骤(5)中，整体天线的合成方向图为：

其中：F(θ)代表合成方向图，N表示子阵面数目。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明解决一般远场暗室测试受限于距离、空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题。该发明可应用于通信、测控等多个领域。

附图说明

图1是本发明的高频相控阵天线的远场暗室测试系统的结构示意图；

图2是本发明的系统流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，

暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块；

波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；

数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，使其指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图，得到整体天线的合成方向图。

如图2所示，一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，包括以下步骤：

(1)将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面；

子阵面的分割依据如下：

R≥4D²/λ

其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距离；

(2)开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件；

(3)调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测试；

子阵面方向图的测试数据记录为：

f(θ)＝Ae^α

其中：A为信号幅值，f(θ)是单个子阵面的方向图在θ角度上的对应幅值，θ为方向图的不同测试角度，信号相位α；

(4)依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试；

(5)将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图；

整体天线的合成方向图为：

其中：F(θ)代表合成方向图，N表示子阵面数目。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统，其特征在于，包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，

暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块；

波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；

数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，使其指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图，得到整体天线的合成方向图。

2.一种使用如权利要求1所述的高频相控阵天线的远场暗室测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面；

(2)开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件；

(3)调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测试；

(4)依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试；

(5)将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(1)中，子阵面的分割依据如下：

R≥4D²/λ

其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距离。

4.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中，子阵面方向图的测试数据记录为：

f(θ)＝Ae^α

其中：A为信号幅值，f(θ)是单个子阵面的方向图在θ角度上的对应幅值，θ为方向图的不同测试角度，信号相位α。

5.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(5)中，整体天线的合成方向图为：

$F\left(\mathrm{\θ}\right)={\Σ}_{i=1}^N{A}_i{e}^{{\mathrm{\α}}_i}$

其中：F(θ)代表合成方向图，N表示子阵面数目。