CN106872806A - 一种基于码分的天线快速检测系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于码分的天线快速检测系统，待测天线为相控阵天线；当待测天线作为接收天线时，所述天线快速检测系统包括信号源、信号处理单元、多个探头、待测天线、接收机；信号源产生初始信号；一路初始信号经过信号处理单元转换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头同时对外发射；这一组发射信号的编码信息送往接收机；多个探头辐射出的电磁波在空间传输后被待测天线同时接收并送往接收机，所接收信号经过接收机根据编码信息解调后得到其中不同编码特征信号的幅度。本申请不仅提高了天线测试速度与测试效率，还具有测试结果准确的优点。

Description

一种基于码分的天线快速检测系统及其测试方法

技术领域

本申请涉及一种阵列天线的调试与快速检测系统及其测试方法，特别是涉及相控阵天线的近场快速幅度检测和调试系统及其方法。

背景技术

天线阵列(antenna array)是一组个体天线(individual antenna)的集合。这些个体天线用来发射和/或接收无线电波，它们连接在一起，并且控制它们的信号(例如电流)具有特定的幅度(amplitude)和/或相位(phase)关系。不同相位的控制信号相互作用，使得天线阵列的信号在预定方向被强化，在非预定方向被抑制。这使得天线阵列通常被作为单个天线使用与对待，并且比个体天线具有更好的方向特性(directional characteristic)与天线增益(antenna gain)。

天线阵列有许多种类。如果天线阵列中的每个个体天线均可单独控制，那就是相控阵天线(Phased Array Antenna)。相控阵天线中，控制每个个体天线的信号相位被设计为——能使整个天线阵列的有效辐射方向图(effective radiation pattern)在预定方向被强化、在非预定方向被抑制。个体天线的控制信号之间的相位关系可以是固定的，例如塔阵(Tower array)；也可以是可调节的，例如波束控制(Beam steering)。相控阵天线在广播、雷达、航天通讯、气象调查、光学、射频识别、人机界面等方面得到了广泛应用。

在雷达领域，相控阵天线通常分为被动(passive，也称无源)和主动(active，也称有源)两种。未经特别说明时，相控阵雷达通常是指被动相控阵雷达。被动相控阵雷达也称被动电子扫描阵列(passive electronically scanned array，PESA)，其仅有一个射频源，由该射频源产生射频信号经过多个相移模块(phase shift module)后分别送往每个个体天线的发射单元。主动相控阵雷达也称主动电子扫描阵列(active electronicallyscanned array，AESA)，其发射与接收功能是由大量的收发模块(transmit/receivemodule)实现的。每个收发模块包括发射机、接收机与天线，这些收发模块组成阵列便构成了主动相控阵雷达。与被动相控阵雷达不同，主动相控阵雷达为每个收发模块均设置有独立的射频源，每个射频源可以产生独立(例如不同频率)的射频信号，这些相互独立的射频信号经过多个相移模块后分别送往每个收发模块中的发射机。

相控阵天线在研发过程中的一项关键技术就是测试，如何快速、准确地完成相控阵天线的测试是当前相控阵天线研发过程中的重点。相控阵天线的测试技术可以分为远场(far field)测试和近场(near field)测试两种。远场测试通常是基于野外的测试方法，外界电磁环境较为复杂，很难测试准确。近场测试需要的空间小，测试准确且方便快捷。近年来，近场测试得到了越来越多地使用。

相控阵天线的近场测试通常在微波暗室中进行，并采用一个或多个探头(probe)。

申请公布号为CN103344847A、申请公布日为2013年10月9日的中国发明专利申请公开了一种相控阵天线的近场测量方法，仅采用一个探头对相控阵天线进行测试。申请公布号为CN103926474A、申请公布日为2014年7月16日的中国发明专利申请也公开了一种有源相控阵天线的近场测量方法，也是仅采用一个探头对相控阵天线进行测试。这种单探头的相控阵天线快速检测系统对于电尺寸较小的相控阵天线可以较快地完成测试，但对于电尺寸较大的相控阵天线就需要非常长的测试时间。其中的电尺寸是指相控阵天线的物理尺寸与工作波长之比。

授权公告号为CN204595204U、授权公告日为2015年8月26日的中国实用新型专利公开了一种有源相控阵雷达的收发模块(T/R模块)的测试方案，采用与收发模块相同数量的多个探头，并由相同数量的开关电路分别控制，用来对相控阵天线的每个收发模块进行测试。仔细分析该开关矩阵式测试方案后，可以发现其存在如下不足。其一，有源相控阵雷达所包含的收发模块数量少则数十，多则上万。该方案需要设置与收发模块相同数量的探头和开关电路，这种测试系统的规模非常庞大且成本高昂。其二，不同的有源相控阵雷达所包含的收发模块数量各不相同，该方案无法用于收发模块数量不同的其他有源相控阵雷达，因而缺乏通用性。其三，该方案是采用开关切换方式，一次仅使用一个探头测试一个收发模块，从而实现对大量收发模块的分时测试，这样就用多探头的开关切换时间替代了单探头的探头移动时间，大大提高了测试速度。但即便如此，大型相控阵天线的测试时间依然相当漫长，往往需要一个月乃至数个月的测试时间。

申请公布号为CN105259544A、申请公布日为2016年1月20日的中国发明专利申请公开了一种有源相控阵雷达的收发模块(T/R组件)的测试方案，将测试激励信号送给所有收发模块，每个收发模块内部的移相器对测试激励信号分别进行正交相位调制，信号处理器再通过正交相位解调来完成对各个收发模块的测试。仔细分析该方案后，可以发现其与本申请有实质性的差异。该方案是针对有源相控阵雷达的收发模块进行幅度与相位的测试，测试的是收发模块的输入与输出的信号流，采用的是有线信号传输方式。本申请涉及的是对相控阵天线进行测试，测试的是天线口面的电场感应，采用的是无线信号传输方式。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种用于故障检测或幅度校准的天线快速检测系统，避免采用开关切换方式，从而进一步提高天线测试速度和测试效率，缩短测试时间。为此，本申请还要提供相应的天线检测和调试方法。

为解决上述技术问题，本申请的天线快速检测系统及其测试方法分为两种情况。第一种情况是待测天线作为接收天线，第二种情况是待测天线作为发射天线。

当待测天线作为接收天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统包括信号源、信号处理单元、多个探头、待测天线、接收机。信号源产生初始信号。一路初始信号经过信号处理单元转换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头同时对外发射；这一组发射信号的编码信息送往接收机。待测天线为相控阵天线或反射面天线。多个探头辐射出的电磁波在空间传输后被待测天线同时接收并送往接收机，所接收信号经过接收机根据编码信息解调后得到其中不同编码特征信号的幅度。

当待测天线作为接收天线时，相应的天线测试方法包括如下步骤：

步骤S201：信号源产生初始信号并送往信号处理单元；

步骤S202：信号处理单元将一路初始信号变换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头；信号处理单元还将这一组发射信号的编码信息送往接收机；

步骤S203：每个探头分别将一路发射信号同时对外发射；

步骤S204：待测天线同时接收多个探头所发射的电磁波，所接收信号被送往接收机；

步骤S205：接收机根据信号处理单元传输的编码信息，从接收信号中解调并检测出不同编码特征信号的幅度。

当待测天线处于接收位置时，本申请基于码分的天线快速检测系统及其测试方法在最优情况下仅需使用唯一信号源与单通道的接收机。其测试方法基于码分方式，运用展频手段构造出编码各异的一组发射信号，这一组发射信号可以同时被待测天线接收并由接收机和/或处理计算机进行解调得到不同编码特征信号并检测幅度，相当于分别在每个探头的位置单独发射初始信号进行多次分时测试的组合情况。本申请不仅节省了现有方案中的开关切换时间因而提高了测试速度与测试效率，而且由于这一组发射信号属于初始信号的同频信号因而测试结果准确。

当待测天线作为发射天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统包括信号源、待测天线、多个探头、接收机；信号源产生发射信号。待测天线为相控阵天线或反射面天线。发射信号送往待测天线对外发射。待测天线辐射出的电磁波在空间传输后被多个探头分别同时接收。每个探头所接收的信号分别送往接收机检测得到幅度和/或相位。

当待测天线作为发射天线时，相应的天线测试方法包括如下步骤：

步骤S1101：信号源产生发射信号并送往待测天线；

步骤S1102：待测天线将一路发射信号对外发射；

步骤S1103：多个探头分别同时接收待测天线所发射的信号，并将所接收信号分别送往接收机；

步骤S1104：接收机同时检测多个所接收信号的幅度和/或相位值。

当待测天线处于发射位置时，本申请基于码分的天线快速检测系统及其测试方法需要使用具有多路通道(即多个端口)的一个接收机，或者是多个单通道接收机。其测试方法是通过接收机的多路通道来实现对多探头所接收的多个信号的同时检测。

附图说明

图1是待测天线为接收天线时测试系统实施例一的示意图。

图2是待测天线为接收天线时测试系统实施例一对应的测试方法流程图。

图3是一个8×8阵列天线与一个8×1探头组的示意图。

图4是待测天线为接收天线时测试系统实施例二的示意图。

图5是待测天线为接收天线时测试系统实施例二对应的测试方法流程图。

图6是待测天线为接收天线时测试系统实施例三的示意图。

图7是待测天线为接收天线时测试系统实施例三对应的测试方法流程图。

图8是待测天线为接收天线时测试系统实施例四的示意图。

图9是待测天线为接收天线时测试系统实施例四对应的测试方法流程图。

图10是待测天线为发射天线时测试系统的示意图。

图11是待测天线为发射天线时测试系统对应的测试方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1，当待测天线为接收天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统的实施例一包括：

——信号源，通过线缆连接信号处理单元。所述信号源用于产生初始信号f0并送往信号处理单元。所述初始信号f0例如是由晶体振荡器(crystal oscillator)产生并可选地通过频率变换得到，该初始信号f0作为整个天线快速检测系统的测试频率。

所述信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个天线快速检测系统的各组成部分，为整个天线快速检测系统提供统一的时间基准。所述参考信号REF例如为10MHz。

——信号处理单元，通过线缆连接各个探头。所述信号处理单元接收信号源所输出的初始信号f0，并将一路初始信号f0变换为一组编码特征各异的发射信号ft1～ftN。这一组发射信号ft1～ftN分别送往多个探头。优选地，发射信号的数量与探头数量相同。同时，信号处理单元还将编码信息(包含编码算法、所使用的编码序列等)送往接收机，编码信息可以用来将每个发射信号解码(即去除编码特征，还原为初始信号f0)。

所述信号处理单元使用的编码算法可以借鉴CDMA(code division multipleaccess，码分多址)技术中的展频(spread spectrum，也称扩频)技术，例如可以采用正交序列(orthogonal sequence，也称正交码，orthogonal code)、伪随机序列(pseudo-randomsequence，也称伪随机码，pseudo-random code)、伪噪声序列(pseudo-noise sequence，也称伪噪声码，pseudo-noise code)对初始信号f0进行调制(modulation)。金氏码(goldcode)就是一种常见的伪噪声码，可用于实现上述目的。

——多个探头，用于将信号处理单元所输出的一组发射信号ft1～ftN同时对外发射。其中的每个探头将信号处理单元所输出的编码特征各异的一个发射信号同时对外发射。

所述多个探头通常排列为直线，例如多个探头沿水平方向排为一行，或是沿垂直方向排为一列。或者，所述多个探头也可排列为圆形、圆弧形、长方形矩阵等二维阵列。

——待测天线，通过线缆连接接收机。所述待测天线为包含多个个体天线的相控阵天线，其中的多个(部分或全部的)个体天线用于同时接收多个探头所辐射出的、在空间传输的电磁波，也就是待测天线同时接收多个探头同时发射的一组发射信号ft1～ftN，待测天线的接收信号fr被送往接收机。

——接收机，至少具有一路接收通道(即接收端口)。所述接收机仅使用一路接收通道对待测天线所输出的接收信号fr进行与编码信息相对应的解调(demodulation)，从而得到不同编码特征信号的幅度，也就是得到了每个探头所发射信号的幅度，从而判定用于接收的多个个体天线的接收特性。

如果多个探头同时发射相同频率、相同编码的信号，这些信号会在空间合成，待测天线就无法分辨出每个探头所发射的信号并进行检测。将初始信号f0进行编码后形成一组编码各异的发射信号ft1～ftN并由多个探头同时发射，这些信号由于编码各异即使频率相同也不会在空间合成，而待测天线也能分辨出每个探头所发射的信号并由接收机和/或处理计算机实现检测，并且检测结果等同于多个探头分别发射初始信号f0并由待测天线分别接收的情况。例如，本申请的相控阵天线快速检测系统采用8个探头同时发射一组发射信号ft1～ft8，就相当于采用唯一探头在探头一的位置发射初始信号f0由待测天线接收，再将唯一探头移动到探头二的位置发射初始信号f0由待测天线接收，……，再将唯一探头移动到探头八的位置发射初始信号f0由待测天线接收。

优选地，所述多个探头部署在扫描架上，扫描架可以移动。通过移动扫描架可以调节待测天线与多个探头之间的位置关系，从而使探头的位置覆盖待测天线的整个近场扫描面。

请参阅图2，图1所示的基于码分的天线快速检测系统的实施例一对应的测试方法包括如下步骤：

步骤S201：信号源产生初始信号f0并送往信号处理单元。此外，信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个天线快速检测系统的各组成部分，为整个天线快速检测系统提供统一的时间基准，至少包括送往信号处理单元和接收机作为时钟信号。

步骤S202：信号处理单元将一路初始信号f0变换为一组编码特征各异的发射信号ft1～ftN，并分别送往多个探头。优选地，发射信号的数量与探头数量相同。信号处理单元还将各个发射信号的编码信息送往接收机，编码信息可以用来将每个发射信号去除编码特征还原为初始信号f0。

步骤S203：多个探头分别将一组发射信号ft1～ftN同时对外发射。换而言之，每个探头分别将编码特征各异的一路发射信号同时对外发射。

步骤S204：待测的相控阵天线或反射面天线作为接收天线，同时接收多个探头所发射的电磁波，即同时接收多个探头所发射的一组发射信号ft1～ftN，所接收信号fr被送往接收机。

步骤S205：接收机根据信号处理单元传输的编码信息，从所接收信号fr中进行与编码信息相对应的解调，从而得到不同编码特征信号的幅度，最终判定待测天线的接收特性。

优选地，在步骤S205之后还包括：重复步骤S201至步骤S205并且每次使用不同频率的初始信号f0，如此这般进行频率遍历扫描直至完成待测天线整个频段的测试。

优选地，在步骤S205之后还包括：重复步骤S201至步骤S205并且每次移动扫描架的位置。作为发射端的多个探头可选地部署在扫描架上，通过移动扫描架可以不断调节待测天线与多个探头之间的位置关系，直至探头的位置覆盖待测天线的整个近场扫描面。

例如请参阅图3，假设待测天线包含64个阵元(即个体天线)且排列为8排8列，可以是相控阵天线或反射面天线。排为一列的8个探头固定在扫描架上。假设待测天线的工作频段是18GHz～20GHz，测试频率的扫描步进是1GHz，则频率遍历扫描以及覆盖整个近场扫描面的测试过程如下。

首先测试18GHz，因此将初始信号f0设为18GHz，信号处理单元将初始信号f0变换为一组8个发射信号ft1～ft8编码特征例如分别为A、B、C、D、E、F、G、H。排为一列的8个探头同时分别发射这一组8个发射信号ft1～ft8，待测天线同时接收这些信号并传给接收机检测分析，由此可以判断待测天线在18GHz的接收特性。采用同样方式测试19GHz、20GHz。

然后移动扫描架，重复上述测试18GHz、19GHz、20GHz的过程。例如根据测试频率设置探头采样间隔，以此作为扫描架的移动步进值。不断移动扫描架并重复上述测试过程，以使排为一列的8个探头与待测天线之间的位置关系不断变化，直至探头的位置遍历了待测天线的整个近场扫描面，从而得到探头覆盖整个近场扫描面的待测天线在各测试频率的接收特性。

优选地，在步骤S205之后还包括，对待测天线进行近场故障检测和/或近场幅度校准。待测天线包含多个个体天线，每一个个体天线都具有接收信号的能力。当信号源的位置不变时，相邻个体天线所接收的信号应该具有接近的幅值。如果有某个体天线的接收信号幅值显著地区别于相邻个体天线的接收信号幅值，则可以判定该个体天线出现故障，从而实现对个体天线故障的快速诊断。如果在多次测试条件下，有某个体天线的接收信号幅值与相邻天线的接收信号幅值不符合理论推导且呈现固定偏差，则可以判断该个体天线的接收结果不准确，可通过调整相应元件来减少或消除该个体天线的输出电信号的偏差。

请参阅图4，这是当待测天线为接收天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统的实施例二。该实施例二在实施例一的基础上增加了处理计算机，并且信号处理单元是将编码信息送往处理计算机，接收机是将待测天线所输出的接收信号fr也送往处理计算机。由处理计算机对接收信号fr进行与编码信息相对应的解调，从而得到每个探头所发射信号的幅度，最终判定待测天线的接收特性。

请参阅图5，这是图4所示的基于码分的天线快速检测系统的实施例二对应的测试方法，包括如下步骤：

步骤S501，与步骤201相同。

步骤S502，信号处理单元将编码信息送往处理计算机，其余内容与步骤S202相同。

步骤S503，与步骤S203相同。

步骤S504，与步骤S204相同。

步骤S505：接收机将所接收信号fr送往处理计算机。

步骤S506：处理计算机根据信号处理单元传输的编码信息，从所接收信号fr中进行与编码信息相对应的解调，从而得到不同编码特征信号的幅度，最终判定待测天线的接收特性。

实施例二也可采用与实施例一相同的频率遍历扫描、探头覆盖整个近场扫描面、近场故障检测和/或近场幅度校准等附加方案。

请参阅图6，这是当待测天线为接收天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统的实施例三。与实施例一或实施例二相比，实施例三给出了信号处理单元的一种具体实现方式。所述信号处理单元具体包括：

——模数转换(A/D)单元，用于将一路模拟初始信号f0转换为数字初始信号f0，并送往分配单元。

——分配单元，用于将一路数字初始信号f0复制为多路数字处理信号f0，并分别送往各个编码单元。

——多个编码单元，每个编码单元用于将一路数字初始信号f0进行互不相同的编码后输出。多个编码单元分别输出多路编码特征各不相同的一组数字发射信号ft1～ftN，这一组数字发射信号ft1～ftN分别送往多个数模转换单元。所述编码例如是由多个编码单元采用正交序列、伪随机序列、伪噪声序列中的一种或多种分别对一路数字初始信号f0进行展频调制。这些编码单元还将各个发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机。

——多个数模转换(D/A)单元，每个数模转换单元用于将一路数字发射信号转换为一路模拟发射信号。多个数模转换单元分别输出多路编码特征各异的一组模拟发射信号ft1～ftN，这一组模拟发射信号ft1～ftN分别送往多个探头。

优选地，发射信号的数量、编码单元的数量、数模转换单元的数量均与探头数量相同。

请参阅图7，图6所示的基于码分的相控阵天线快速检测系统的实施例三对应的测试方法包括如下步骤：

步骤S701：信号源产生初始信号f0并送往模数转换单元。此外，信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个测试系统的各组成部分，为整个测试系统提供统一的时间基准，至少包括送往模数转换单元、分配单元、编码单元、数模转换单元和接收机作为时钟信号。

步骤S702：模数转换单元将一路模拟初始信号f0转换为一路数字初始信号f0，并送往分配单元。

步骤S703：分配单元将一路数字初始信号f0复制为多路数字初始信号f0，并分别提供给各个编码单元。

步骤S704：每个编码单元均对一路数字初始信号进行各不相同的编码，得到一组编码特征各异的数字发射信号ft1～ftN中的一个，多个编码单元便输出一组数字发射信号ft1～ftN并分别送往多个数模转换单元。这些编码单元还将各个发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机。优选地，发射信号的数量、编码单元的数量、数模转换单元的数量均与探头数量相同。

步骤S705：每个数模转换单元将一路数字发射信号转换为一路模拟发射信号，多个数模转换单元分别输出多路编码特征各异的一组模拟发射信号ft1～ftN，这一组模拟发射信号ft1～ftN分别送往多个探头。

下面是步骤S706至步骤S708，分别等同于步骤S203至步骤S205，不再赘述。

或者，下面是步骤S716至步骤S719，分别等同于步骤S503至步骤S506，不再赘述。

实施例三也可采用与实施例一相同的频率遍历扫描、探头覆盖整个近场扫描面、近场故障检测和/或近场幅度校准等附加方案。

请参阅图8，这是当待测天线为接收天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统的实施例四。与实施例一或实施例二相比，实施例四用多个信号源取代了实施例一中的唯一信号源和信号处理单元。

所述多个信号源通过线缆连接多个探头。所述多个信号源用于产生一组相参(coherent)的发射信号ft1～ftN。相参是指各信号源产生的信号之间具有确定的相位关系。这一组发射信号ft1～ftN的频率相同，但分别具有不同的编码特征，例如可由多个可编程的数字信号源产生。这一组发射信号ft1～ftN分别送往多个探头。优选地，发射信号的数量与探头数量相同。同时，所述多个信号源还将各个发射信号的编码信息(包含编码算法、所使用的编码序列等)送往接收机或处理计算机，编码信息可以用来将每个发射信号解码(即去除编码特征)。

此外，至少一个信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个测试系统的各组成部分，为整个测试系统提供统一的时间基准。所述参考信号REF例如为10MHz。

请参阅图9，图8所示的基于码分的天线快速检测系统的实施例四对应的测试方法包括如下步骤：

步骤S901：多个信号源产生一组相参的发射信号ft1～ftN，并分别送往多个探头。这一组发射信号ft1～ftN的频率相同但分别具有不同的编码特征。优选地，发射信号的数量与探头数量相同。所述多个信号源还将各发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机，编码信息可以用来将每个发射信号解码。

此外，至少一个信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个测试系统的各组成部分，为整个测试系统提供统一的时间基准，至少包括送往接收机作为时钟信号。

下面是步骤S902至步骤S904，分别等同于步骤S203至步骤S205，不再赘述。

或者，下面是步骤S912至步骤S915，分别等同于步骤S503至步骤S506，不再赘述。

实施例四也可采用与实施例一相同的频率遍历扫描、探头覆盖整个近场扫描面、近场故障检测和/或近场幅度校准等附加方案。

与现有的单探头的相控阵天线快速检测系统相比，本申请的天线快速检测系统采用多探头，可以显著地提高天线测试速度与测试效率，缩短测试时间。与现有的多探头的相控阵天线快速检测系统相比，本申请以码分(code division)方式取代了开关切换方式，由于省略了开关切换时间，并且多个探头可以一起发射由待测天线同时接收并由接收机的单通道和/或处理计算机进行检测分析，进一步提高了天线测试速度与测试效率，缩短了测试时间。

请参阅图10，当待测天线为发射天线时，本申请基于码分的天线快速检测系统包括：

——信号源，通过线缆连接待测天线。所述信号源用于产生发射信号fr并送往待测天线。所述发射信号ft例如是由晶体振荡器产生并通过频率变换得到，该发射信号ft作为整个天线快速检测系统的测试频率。

所述信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个天线快速检测系统的各组成部分，为整个天线快速检测系统提供统一的时间基准。所述参考信号REF例如为10MHz。

——待测天线，为包含多个个体天线的相控阵天线，用于将一路发射信号ft对外发射。

——多个探头，通过电缆连接接收机。多个探头用于同时分别接收待测天线所发射的信号ft，多个探头所接收信号fr1～frN分别送往一个接收机的各个端口或多个接收机。例如，探头数量小于或等于接收机的端口数量。

——接收机，具有多路接收通道，或者是多个接收机。这些接收通道用于同时检测一组接收信号fr1～frN的幅度和/或相位，从而判定待测天线的发射特性。例如，常规的四端口矢量网络分析仪具有8路相参接收通道，每一路接收通道就相当于是一个独立的单通道接收机。具有多个接收通道的接收机也可改为多个单通道接收机。

优选地，所述多个探头部署在扫描架上，扫描架可以移动。通过移动扫描架可以调节待测天线与多个探头之间的位置关系，从而使探头的位置覆盖待测天线的整个近场扫描面。

请参阅图11，图10所示的基于频分的相控阵天线快速检测系统对应的测试方法包括如下步骤：

步骤S1101：信号源产生发射信号ft并送往待测天线。此外，信号源还将自身的时钟信号作为参考信号REF送往整个天线快速检测系统的各组成部分，为整个天线快速检测系统提供统一的时间基准。

步骤S1102：待测天线将一路发射信号ft对外发射。

步骤S1103：多个探头同时分别接收待测天线所发射的一路发射信号ft，每个探头分别将所接收信号fr1～frN分别送往接收机。

步骤S1104：接收机同时检测一组接收信号fr1～frN的幅度和/或相位值，从而判定用于待测天线的发射特性。

待测天线作为发射天线时的天线测试方法，也可采用待测天线作为接收天线时天线测试方法的各实施例相同的频率遍历扫描、探头覆盖整个近场扫描面等附加方案。

优选地，在步骤S1104之后还包括，通过已有算法实现相控阵天线的近场测试参数与远场测试参数的转化，获得相控阵天线的辐射方向图等信息。例如，先针对待测天线进行上述测试方法的各步骤得到待测天线作为发射天线在近场扫描面上的幅度及相位分布，然后根据测量数据、探头的特性和近场扫描面的位置信息，通过已有算法计算出天线远场特性的全部信息。将待测天线改为标准增益天线后重新进行上述测试方法的各步骤得到标准增益天线的天线远场特性的全部信息，根据标准增益天线已知的标定增益值计算待测天线的增益值，完成待测天线的增益测试。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于码分的天线快速检测系统，其特征是，待测天线为相控阵天线；当待测天线作为接收天线时，所述天线快速检测系统包括信号源、信号处理单元、多个探头、待测天线、接收机；信号源产生初始信号；一路初始信号经过信号处理单元转换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头同时对外发射；这一组发射信号的编码信息送往接收机；多个探头辐射出的电磁波在空间传输后被待测天线同时接收并送往接收机，所接收信号经过接收机根据编码信息解调后得到其中不同编码特征信号的幅度。

2.根据权利要求1所述的基于码分的天线快速检测系统，其特征是，当待测天线作为接收天线时，所述天线快速检测系统还包括处理计算机；信号源产生初始信号；一路初始信号经过信号处理单元转换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头同时对外发射；这一组发射信号的编码信息送往处理计算机；多个探头辐射出的电磁波在空间传输后被待测天线同时接收并送往接收机后再送往处理计算机，所接收信号经过处理计算机根据编码信息解调后得到其中不同编码特征信号的幅度。

3.根据权利要求1或2所述的基于码分的天线快速检测系统，其特征是，所述信号处理单元包括模数转换单元、分配单元、多个编码单元、多个数模转换单元；一路初始信号经过模数转换单元由模拟信号转为数字信号，再经过分配单元复制为多路数字初始信号并分别提供给各个编码单元；每一路数字初始信号分别经过各个编码单元进行各不相同的编码得到一组编码特征各异的发射信号；各个发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机；这一组发射信号经过多个数模转换单元由数字信号转为模拟信号。

4.根据权利要求1或2所述的基于码分的天线快速检测系统，其特征是，所述信号源与信号处理单元省略，改为多个信号源；

所述多个信号源产生一组相参的、编码特征各异的发射信号；这一组发射信号分别送往多个探头同时对外发射；这一组发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机。

5.根据权利要求1或2所述的基于码分的天线快速检测系统，其特征是，当待测天线作为发射天线时，所述天线快速检测系统包括信号源、待测天线、多个探头、接收机；信号源产生发射信号；发射信号送往待测天线对外发射；待测天线辐射出的电磁波在空间传输后被多个探头分别接收，每个探头所接收的信号分别送往接收机检测得到幅度和/或相位。

6.一种基于码分的天线测试方法，其特征是，当待测天线作为接收天线时，所述天线测试方法包括如下步骤：

步骤S201：信号源产生初始信号并送往信号处理单元；

步骤S202：信号处理单元将一路初始信号变换为一组编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头；信号处理单元还将这一组发射信号的编码信息送往接收机；

步骤S203：每个探头分别将一路发射信号同时对外发射；

步骤S204：待测天线同时接收多个探头所发射的电磁波，所接收信号被送往接收机；

步骤S205：接收机根据信号处理单元传输的编码信息，从接收信号中解调并检测出不同编码特征信号的幅度。

7.根据权利要求6所述的基于码分的天线测试方法，其特征是，包括如下步骤；

步骤S501，与步骤201相同；

步骤S502，信号处理单元将编码信息送往处理计算机，其余内容与步骤S202相同；

步骤S503，与步骤S203相同；

步骤S504，与步骤S204相同；

步骤S505：接收机将所接收信号送往处理计算机；

步骤S506：处理计算机根据信号处理单元传输的编码信息，从接收信号中解调出不同编码特征信号的幅度。

8.根据权利要求6或7所述的基于码分的天线测试方法，其特征是，所述步骤S201至步骤S202、或者步骤S501至步骤S502改为步骤S701至步骤S705；

步骤S701：信号源产生初始信号并送往模数转换单元；

步骤S702：模数转换单元将一路模拟初始信号转换为一路数字初始信号并送往分配单元；

步骤S703：分配单元将一路数字初始信号复制为多路数字初始信号并分别提供给各个编码单元；

步骤S704：多个编码单元分别对一路数字初始信号进行各不相同的编码，得到一组编码特征各异的数字发射信号并分别送往多个数模转换单元；这些编码单元还将各个发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机；

步骤S705：多个数模转换单元分别将一路数字发射信号转换为一路模拟发射信号，这一组模拟发射信号分别送往多个探头。

9.根据权利要求6或7所述的基于码分的天线测试方法，其特征是，所述步骤S201至步骤S202、或者步骤S501至步骤S502改为步骤S901；

步骤S901：多个信号源产生一组相参的、编码特征各异的发射信号并分别送往多个探头；所述多个信号源还将各发射信号的编码信息送往接收机或处理计算机。

10.根据权利要求6或7所述的基于码分的天线测试方法，其特征是，当待测天线作为发射天线时，所述天线测试方法包括如下步骤：

步骤S1101：信号源产生发射信号并送往待测天线；

步骤S1102：待测天线将一路发射信号对外发射；

步骤S1103：多个探头分别同时接收待测天线所发射的信号，并将所接收信号分别送往接收机；

步骤S1104：接收机同时检测多个所接收信号的幅度和/或相位值。