CN109959909B - 用于圆极化测试的单发双收rcs测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统及测试方法，系统包括矢量网络分析仪、功率放大器、定向耦合器、极化切换开关、发射馈源、接收馈源和低噪声放大器，发射馈源和接收馈源均为包括H极化和V极化的双极化馈源，由极化切换开关控制控制输出的信号由发射馈源的H极化发射或V极化发射；接收馈源的H极化和V极化同时接收信号并分别经一个低噪声放大器处理后连接至所述矢量网络分析仪的不同接收端口。通过增加极化开关切换减小了系统线缆更换造成的误差，通过增加两路低噪声放大器，系统和方法实现了单发双收的工作模式，将完成一次圆极化RCS测量过程中转台的旋转次数从4次降低为2次，提高了测量精度和效率。

Description

用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统及测试方法

技术领域

本发明涉及技术天线测试技术，尤其涉及一种用于圆极化RCS测试的单发双收测试系统及测试方法。

背景技术

目前随着卫星通讯、先进导航系统及遥测遥控系统的发展，圆极化天线的应用越来越广泛，它不仅有利于对空间电磁波的接收，同时还能抑制电离层的电磁干扰以及雨雾反射杂波的影响，因此在圆极化电磁波作用下目标的RCS成为目标特性领域研究的热点问题。

圆极化RCS测试一般采用两种方法，一是直接用圆极化天线作为发射和接收馈源，在紧缩场中直接进行RCS测试；这种方法虽然可以直接得到圆极化RCS数据，但符合测试要求的圆极化馈源成本太高，且都是窄带测试，无法实现大带宽下的扫频测试，此外，紧缩场静区幅相特性的检测都是在线极化馈源下进行了，缺乏圆极化馈源的数据，对在圆极化馈源照射下紧缩场的静区性能不甚了解。另一方法，采用宽带双极化天线作为发射和接收馈源，通过测量目标的全极化散射矩阵，借助圆极化与线极化的转换关系，合成得到目标的圆极化RCS。这种方法有严格的理论解，从理论上是完备的；且可利用已有的馈源馈源系统，不需要做大的改动，紧缩场的性能也是已知的，不存在圆极化馈源照射可能造成的静区畸变。

由于是四个线性极化{H,V}×{H,V}得到的全极化散射矩阵合成得到四个圆极化{L,R}×{L,R}，传统测量方法对这四组线极化的测量存在以下问题：

传统线极化测试均为单发单收系统，一次只能测试一个极化，要完成极化散射矩阵测试需测试四次，极化切换中需要手工更换测试线缆和接头等器件，由此造成的幅相随机误差会对结果产生影响；

目标在极化散射矩阵测量中也需要旋转四次，由于转台或二维转顶的定位精度及位置重复性，旋转四次很难保证目标位置是一致的，导致在圆极化合成中相位积累误差严重。

因此，针对以上不足，需要提供一种减少接线工作和转台/转顶的旋转次数的测试系统，以降低幅相随机误差和相位累积误差，提高测试稳定性和精确度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于以往在全极化散射矩阵测量中，随机误差偏大、相位累计误差严重。针对现有技术中的缺陷，提供了一种用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统及测试方法。

本发明通过以下技术方案实现。

一种用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统，包括矢量网络分析仪、功率放大器、定向耦合器、发射馈源和接收馈源，系统还包括极化切换开关和低噪声放大器，所述发射馈源和接收馈源均为包括H极化和V极化的双极化馈源，所述矢量网络分析仪、功率放大器、定向耦合器、极化切换开关和发射馈源依次连接；由所述极化切换开关控制控制输出的信号由发射馈源的H极化发射或V极化发射，实现单一信号发射；所述接收馈源的H极化和V极化同时接收信号并分别经一个低噪声放大器处理后连接至所述矢量网络分析仪的不同接收端口，实现两个极化信号的同时接收。

优选的，所述定向耦合器的输出端还与矢量网络分析仪信号连接，通过定向耦合器将功率放大器放大后的信号分为发射信号和参考信号两部分，所述发射信号传送至发射馈源，所述参考信号回传至所述矢量网络分析仪。

优选的，所述极化切换开关为单进双出开关，所述极化切换开关的两个输出端通断可控的与发射馈源的H极化和V极化输入端口相连，并通过输出端的通断实现发射馈源H极化发射或V极化发射。

优选的，所述发射馈源和接收馈源均为宽带双极化四脊馈源。

一种根据上述测试系统的测试方法，包括以下步骤：

第一步，定标测试，通过设置矢量网络分析仪发射通道和接收通道进行极化定标，并进行单发双收测试来完成定标测试；

优选的，在第一步中的单发双收测试步骤为，

先将发射馈源设置为H极化发射，此时接收馈源的H和V极化同时接收，得到HH、HV；

然后将发射馈源设置为V极化发射，此时接收馈源的V和H同时接收，得到VH、VV。

第二步，放置被测目标，按照第一步的方法进行目标测试。

实施本发明的，具有以下有益效果：系统通过增加极化开关切换，减小了系统线缆更换造成的误差，通过增加两路低噪声放大器，实现了单发双收的工作模式，将完成一次圆极化RCS测量过程中转台的旋转次数从4次降低为2次，从而减小由于转台精度及位置重复性问题引起的测量误差。

附图说明

图1是本发明用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统，参见图1，系统包括矢量网络分析仪、功率放大器、极化切换开关、宽带双极化四脊馈源(发射馈源和接收馈源)以及两个低噪声放大器。

矢量网络分析仪与功率放大器相连，功率放大器将矢量网络分析仪发生的信号进行放大，通过定向耦合器，将放大后的信号分为两部分，一部分作为发射信号直接向后传播，另一部分作为参考信号传回矢量网络分析仪(参见图1中参考信号通过a4端口与矢量网络分析仪连接)；定向耦合器的输出与极化切换开关相连，极化切换开关的两路输出信号分别于与双极化馈源的H极化和V极化输入端口相连，通过极化切换开关的通断实现馈源H发射或V发射。经馈源发射出去的电磁波遇到被测目标(图中飞机作为示意性的目标)返回后，接收馈源进行接收，由于接收馈源是双极化馈源，所以可以同时接收两个极化方向的电磁波。接收馈源的两路接收信号分别与低噪声放大器相连，分别对H极化、V极化的接收信号进行放大，对应两个不同极化的低噪声放大器分别与矢量网络分析仪的两个不同接收端口(参见图1中b2和b4端口)相连，从而实现两个极化信号的同时接收。这样，实现了H极化或V极化发射，H极化和V极化同时接收的系统结构。

一种根据上述测试系统的测试方法，包括以下步骤：

第一步，定标测试，通过设置矢量网络分析仪发射通道和接收通道进行极化定标，并进行单发双收测试来完成定标测试；

先将发射馈源设置为H极化发射，此时接收馈源的H和V极化同时接收，得到HH、HV；

然后将发射馈源设置为V极化发射，此时接收馈源的V和H同时接收，得到VH、VV。

第二步，放置被测目标，按照第一步的方法进行目标测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于圆极化测试的单发双收RCS测试系统，包括矢量网络分析仪、功率放大器、定向耦合器、发射馈源和接收馈源，其特征在于：系统还包括极化切换开关和低噪声放大器，所述发射馈源和接收馈源均为包括H极化和V极化的双极化馈源，所述矢量网络分析仪、功率放大器、定向耦合器、极化切换开关和发射馈源依次连接；由所述极化切换开关控制控制输出的信号由发射馈源的H极化发射或V极化发射，实现单一信号发射；所述接收馈源的H极化和V极化同时接收信号并分别经一个低噪声放大器处理后连接至所述矢量网络分析仪的不同接收端口，实现两个极化信号的同时接收；

所述定向耦合器的输出端还与矢量网络分析仪信号连接，通过定向耦合器将功率放大器放大后的信号分为发射信号和参考信号两部分，所述发射信号传送至发射馈源，所述参考信号回传至所述矢量网络分析仪；

所述极化切换开关为单进双出开关，所述极化切换开关的两个输出端通断可控的与发射馈源的H极化和V极化输入端口相连，并通过输出端的通断实现发射馈源H极化发射或V极化发射。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述发射馈源和接收馈源均为宽带双极化四脊馈源。

3.一种根据权利要求1-2任一项所述测试系统的测试方法，其特征在于，测试方法包括以下步骤：

第一步，定标测试，通过设置矢量网络分析仪发射通道和接收通道进行极化定标，并进行单发双收测试来完成定标测试；

第二步，放置被测目标，按照第一步的方法进行目标测试；

在第一步中的单发双收测试步骤为，

先将发射馈源设置为H极化发射，此时接收馈源的H和V极化同时接收，得到HH、HV；

然后将发射馈源设置为V极化发射，此时接收馈源的V和H同时接收，得到VH、VV。

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