CN110726883B - 一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，包括如下步骤：启动测试软件，完成参数设置；开始测试流程，控制天线测试转台旋转到起始角度，控制信号发射装置与信号接收装置完成该角度下的数据采集，并连续完成至少4个连续角度下的数据采集；判定数据是否依次单调变化，以及相邻两个角度间的数据差值的绝对值是否依次递增或递减，根据数据的特性控制天线测试转台降低转速或减小步进角，最终实现方向图幅相数据的动态非均匀采样，在确保方向图关键信息不丢失的同时，保证一定的测试效率。

Description

一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法
技术领域
本发明涉及天线方向图测试技术领域，特别涉及一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法。
背景技术
天线作为雷达、卫星、基站、手机等各类无线电子设备的必备组成部分，其性能参数直接影响整机性能指标。天线方向图作为天线最重要的技术指标之一，是天线研制与生产过程中必须完成的测试项。
天线方向图测试方法主要有近场法、远场法、紧缩场法。其中，近场法通过对被测天线近场幅相数据的采集与数学处理，得到远场方向图，是一种间接测试技术，其系统实现相对复杂，对数据处理与误差修正技术要求高，一般用于相控阵天线等军用装备测试中。远场法、紧缩场法均为直接测试方法，两种方法在仪器设备与测试流程上基本相同，区别仅在于紧缩场需要反射屏实现远场平面波的转换。两种方法都是利用微波毫米波信号收发设备，结合天线测试转台设备带动被测天线旋转，完成被测天线不同空间指向角度下的数据采集，最后通过数据绘图软件得到被测天线空间方向图参数。其中，远场法具有设备组成简单、测试原理直观、系统实现方便等突出优点，在现有天线测试领域占据主流地位。
在进行天线方向图参数测试时，现有方法通常控制天线测试转台以匀速连续或等间隔步进方式运动，同步采集等间隔角度分布下的被测天线数据，最后通过数据处理手段获取方向图参数。对于绝大部分天线，特别是高增益方向性天线，或者特定用途天线来讲，其方向图在空间上是非均匀分布的，采用常规天线测试转台控制方式，在天线测试转台转速较快或步进角稍大情况下，将会丢失较多数据，造成方向图关键信息缺失，甚至造成测试结果错误，如果降低转速或减小步进角，又会大大增加测试时间，降低测试效率。
而随着无线技术的飞速发展，天线种类与数量与日俱增，其性能指标不断提升，测试需求与测试任务量飞速增加，对测试结果准确性与测试效率均提出了更高的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，通过对实时测量数据的比较判断，动态控制天线测试转台转速或步进角，最终实现方向图幅相数据的动态非均匀采样，在确保方向图关键信息不丢失的同时，保证一定的测试效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，包括如下步骤：
(1)启动测试软件，完成参数设置；
(2)开始测试流程，控制天线测试转台旋转到起始角度，控制信号发射装置与信号接收装置完成该角度下的数据采集，并连续完成至少4个连续角度下的数据采集；
(3)判定数据是否依次单调变化，如果不是，则保持天线测试转台原设定参数不变，继续测试；反之，需要判定相邻两个角度间的数据差值的绝对值是否依次递增或递减，如果依次递增，则控制天线测试转台降低转速或减小步进角；如果依次递减，则控制天线测试转台增高转速或加大步进角；如果既不是单调递增也不是单调递减，则天线测试转台保持上一轮判定算法确定的转速和步进角参数不变；
(4)在每一轮判定算法结束的时候，需要判定天线测试转台是否运动到终止角度，如果是，则控制天线测试转台停止，如果不是，则以新设定的转速和步进角控制天线测试转台旋转，直到测试结束。
上述方案中，所述步骤(1)中的参数设置包括信号发射装置的频率和功率参数设置，信号接收装置的频率和带宽参数设置，天线测试转台的起始角度、终止角度、转速、步进角参数设置。
上述方案中，所述步骤(2)中，连续完成4个连续角度下的数据采集。
上述方案中，所述步骤(4)中，天线测试转台运动到终止角度后，进行数据存储与绘图。
进一步的技术方案中，所述方法采用的测试系统包括信号发射装置、信号接收装置、主控计算机、天线测试转台运动控制装置、天线测试转台和测试天线，所述主控计算机内含测试软件，所述信号发射装置和信号接收装置均受主控计算机控制，所述主控计算机通过天线测试转台运动控制装置来控制天线测试转台的运动旋转，被测天线通过旋转轴安装于天线测试转台上，测试天线设置与信号接收装置相连，用于接收被测天线辐射的信号。
通过上述技术方案，本发明提供的一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法通过对实时测量数据的比较判断，动态控制天线测试转台转速或步进角，最终实现方向图幅相数据的动态非均匀采样，在确保方向图关键信息不丢失的同时，保证一定的测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种天线远场方向图测试系统示意图；
图2为本发明实施例所公开的用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法流程示意图；
图3为本发明实施例所公开的天线差方向图曲线；
图4为图3中的A部分放大示意图。
具体实施方式
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。
本发明提供了一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，具体实施方式如下：
如图1所示的远场方向图测试系统，包括信号发射装置、信号接收装置、主控计算机、天线测试转台运动控制装置、天线测试转台和测试天线，主控计算机内含测试软件，信号发射装置和信号接收装置均受主控计算机控制，主控计算机通过天线测试转台运动控制装置来控制天线测试转台的运动旋转，被测天线通过旋转轴安装于天线测试转台上，测试天线与信号接收装置相连，用于接收被测天线辐射的信号。
如图2所示，本发明的一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法流程如下：
(1)系统各设备开机预热后，启动测试软件，首先完成信号发射装置频率、功率等参数设置，完成信号接收装置频率、带宽等参数设置，完成天线测试转台起始/终止角度、转速、步进角等参数设置。
(2)其次开始测试流程，控制天线测试转台旋转到起始角度，控制信号发射装置与信号接收装置完成该角度下的数据采集，并连续完成4个连续角度下的数据采集后，判定该4个数据是否依次单调变换，即是否依次递减或依次递增，如图3和图4所示，判断依据分别为|y(i+1)|＞|y(i)|或|y(i+1)|＜|y(i)|，如果4个连续角度下的数据不是单调变化，则保持天线测试转台原设定转速和步进角参数不变，继续测试。反之，如果4个连续角度下的数据单调变化，接下来需要判定相邻两个角度间的数据差值的绝对值是否依次递增或递减，如果两点间差值的绝对值依次递增，如图4所示0轴左侧数据点，天线测试转台转动方向沿角度轴正向，则连续4个角度下测试数据间差值满足△y1＜△y2＜△y3，则主控计算机实时设置命令，控制天线测试转台降低转速或减小步进角，避免方向图信息丢失。同样原理，当两点间数据差值依次递减，如图4所示0轴右侧数据点，天线测试转台转动方向沿角度轴正向，则连续4个角度下测试数据间差值的绝对值满足△y4＞△y5＞△y6，则主控计算机实时设置命令，控制天线测试转台增高转速或加大步进角，节约测试时间。如果连续4个角度下测试数据间差值不是单调递增或递减，则表明测试数据处于趋势转换过程中，天线测试转台保持上一轮判定算法确定的转速和步进角参数不变。
(3)在每一轮判定算法结束的时候，需要判定天线测试转台是否运动到终止角度，如果是则控制天线测试转台停止，进行数据存储与绘图，如果不是，以新设定的转速和步进角控制天线测试转台旋转，直到测试结束。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，其特征在于，所述方法采用的测试系统包括信号发射装置、信号接收装置、主控计算机、天线测试转台运动控制装置、天线测试转台和测试天线，所述主控计算机内含测试软件，所述信号发射装置和信号接收装置均受主控计算机控制，所述主控计算机通过天线测试转台运动控制装置来控制天线测试转台的运动旋转，被测天线通过旋转轴安装于天线测试转台上，测试天线与信号接收装置相连，用于接收被测天线辐射的信号；
控制方法包括如下步骤：
(1)启动测试软件，完成参数设置；
(2)开始测试流程，控制天线测试转台旋转到起始角度，控制信号发射装置与信号接收装置完成该角度下的数据采集，并连续完成至少4个连续角度下的数据采集；
(3)判定数据是否依次单调变化，如果不是，则保持天线测试转台原设定参数不变，继续测试；反之，需要判定相邻两个角度间的数据差值的绝对值是否依次递增或递减，如果依次递增，则控制天线测试转台降低转速或减小步进角；如果依次递减，则控制天线测试转台增高转速或加大步进角；如果既不是单调递增也不是单调递减，则天线测试转台保持上一轮判定算法确定的转速和步进角参数不变；
(4)在每一轮判定算法结束的时候，需要判定天线测试转台是否运动到终止角度，如果是，则控制天线测试转台停止，如果不是，则以新设定的转速和步进角控制天线测试转台旋转，直到测试结束。
2.根据权利要求1所述的一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，其特征在于，所述步骤(1)中的参数设置包括信号发射装置的频率和功率参数设置，信号接收装置的频率和带宽参数设置，天线测试转台的起始角度、终止角度、转速、步进角参数设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，连续完成4个连续角度下的数据采集。
4.根据权利要求1所述的一种用于天线方向图测试的天线测试转台动态控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，天线测试转台运动到终止角度后，进行数据存储与绘图。
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