CN112285662B - 一种sar载荷天线辐射特性测试方法 - Google Patents

一种sar载荷天线辐射特性测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112285662B
CN112285662B CN202011069601.XA CN202011069601A CN112285662B CN 112285662 B CN112285662 B CN 112285662B CN 202011069601 A CN202011069601 A CN 202011069601A CN 112285662 B CN112285662 B CN 112285662B
Authority
CN
China
Prior art keywords
test
data
load antenna
test data
sar load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011069601.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112285662A (zh
Inventor
樊勇
王振兴
倪崇
王大伟
郝志雅
毛志毅
张弛
陈雷
李海良
张玉廷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
Original Assignee
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Spacecraft System Engineering filed Critical Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
Priority to CN202011069601.XA priority Critical patent/CN112285662B/zh
Publication of CN112285662A publication Critical patent/CN112285662A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112285662B publication Critical patent/CN112285662B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明提供了一种SAR载荷天线辐射特性测试方法，能够对测试过程中产生的非常规测试数据漂移进行修正，提升SAR载荷天线辐射特性的测试精度。本发明通过对测试基准点的测试数据进行实时采集，获取实时非常规漂移数据，每完成一段测试数据，使用近场探头对基准点测试数据进行一次采集，实现对测试过程中产生的非常规测试数据漂移进行修正，对于普通的平面近场实验室，该方法至少可提升相位方向图测量精度15°。

Description

一种SAR载荷天线辐射特性测试方法
技术领域
本发明属于天线特性测试的技术领域，具体涉及一种SAR载荷天线幅射特性测试方法。
背景技术
SAR卫星载荷天线一般有上万瓦的发射功率，同时会产生较大的热耗。而卫星为保证载荷天线具有更大的发射功率和更高的接收灵敏度，往往会采用超大型结构，因此一般只能选择平面近场实验室对SAR载荷天线的幅射性能进行测试，由于平面近场实验室需要较长的测试时间，这会不可避免的出现测试数据的幅度、相位的非常规漂移。
为提升SAR载荷辐射特性测试精度必须解决由于热耗、大功率有源设备引起的测试数据非常规漂移。
目前，常规数据修正方法由于选取参考点信噪比差异较大，因此会带入较大是测试误差
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种SAR载荷天线幅射特性测试方法，能够对测试过程中产生的非常规测试数据漂移进行修正，提升SAR载荷天线辐射特性的测试精度。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的一种SAR载荷天线幅射特性测试方法，包括建立测试基准点、获取实时漂移数据和测试数据补偿；
其中，建立测试基准点的原则为：
保证测试基准点应位于SAR载荷天线辐射的主辐射区内；测试系统的信噪比不小设定值；
获取实时漂移数据的具体步骤为：
进行SAR载荷天线辐射特性测试时，使用平面近场测试探头对近场信号进行采集，每完成一段测试数据，就对基准点测试数据进行实时采集一次；
测试数据补偿的具体步骤为：
首先通过拟合算法获得每个测试点位的非常规幅度、相位漂移数据信息，作为相位修正数据。
然后再利用相位修正数据对测试数据进行修正，最终获得SAR载荷天线辐射特性的测试结果。
其中，基准点测试数据采集间隔根据测试系统恶劣情况进行调整。
其中，每完成2％-5％的测试数据，就对基准点测试数据进行实时采集一次。
其中，所述拟合算法为最小二乘法。
其中，测试数据补偿时，先确定函数模型，试用对数函数模型、指数函数模型，多项式函数模型以及其他混合函数模型进行拟合，比较各个函数模型的拟合度，最后选择拟合度较高的函数模型做为拟合模型。
其中，所述拟合算法中，采用高斯——牛顿迭代法完成拟合。
有益效果：
本发明通过对测试基准点的测试数据进行实时采集，获取实时非常规漂移数据，每完成一段测试数据，使用近场探头对基准点测试数据进行一次采集，实现对测试过程中产生的非常规测试数据漂移进行修正，对于普通的平面近场实验室，该方法至少可提升相位方向图测量精度15°。
附图说明
图1为本发明基准点选取示意图。
图2为本发明基准点测试数据曲线图。
图3为本发明拟合修正数据曲线意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明针对SAR载荷天线辐射特性的高精度测试方法，包括建立测试基准点、获取实时漂移数据和测试数据补偿。
其中，建立测试基准点的具体步骤为：
在进行SAR载荷天线辐射特性测试前，先选择合适的测试基准点，选取原则如下：保证测试基准点应位于SAR载荷天线辐射的主辐射区内；测试系统有足够的信噪比，一般不小30dB(可根据实际情况进行调整)。
注：测试基准点一般是测试坐标系中与天线几何中心正对的点，如图1所示。但是对于形状不规则的天线，其测试基准点需要采用本发明所述的选取原则。
获取实时漂移数据的具体步骤为：
进行SAR载荷天线辐射特性测试时，使用平面近场测试探头对近场信号进行采集，应对测试基准点的测试数据进行实时采集，但是由于测试效率的原因，不可能对每个测试点均获得实时的非常规漂移数据，因此为了保证足够的测试效率，建议每完成2％～5％的测试数据，即对基准点测试数据进行实时采集一次，基准点测试数据采集间隔可根据测试系统恶劣情况进行调整。
以某天线测试为例，共需要采集149组数据，按3％进行数据修正，149×3％≈5，因此选择每隔5组数据，近场探头回基准点进行数据采集，共完成31次。详细数据如图2所示，相位测试数据随着温度和时间变化，会有最大约16°的漂移，而且不同时间段内相位数据的变化规律不同，因此不能简单地利用这31组数据进行数据修正，需要对这31组数据进行拟合。
测试数据补偿的具体步骤为：
由于实时数据的不充分性，测试数据补偿时，首先通过但不限于最小二乘法等拟合算法，获得每个测试点位的非常规幅度、相位漂移数据信息，作为相位修正数据。
然后再利用相位修正数据对测试数据进行修正，最终获得SAR载荷天线辐射特性的高精度测试结果。
其中，测试数据补偿问题是比较复杂的非线性问题，对于非线模型的确定是一个比较复杂的过程。通常需要做的是先确定函数模型，可试用对数函数模型、指数函数模型，多项式函数模型以及其他混合函数模型等进行拟合，比较各个函数模型的拟合度，最后选择拟合度较高的函数模型做为拟合模型。
当f(x)是非线性函数时，需要采用更高层次的优化算法来求得最小化问题解。以高斯一牛顿迭代法为例说明拟合过程：
有非线性函数f(xi,β)，将函数模型在处展开，取一阶近似值则有：
式中为己知的初始值，故展开后的函数相当于一个线性函数，利用线性最小二乘方法即可得到β的估值/>随后以/>为初始值，将函数模型在/>处展开进而计算如此迭代计算直到两次计算结果小于某一固定值。
总结高斯——牛顿迭代法步骤如下：
第一步：给出参数估计值的初始值/>并将/>在/>处展开台劳级数取一阶近似值。
第二步：计算和/>
第三步：采用线性最小二乘方法求解得到β的估值/>
第四步：用代替第一步中的/>重复迭代计算直到算法收敛。
图3为通过最小二乘法拟合后生成的相位修正数据，可以对117×149组数据进行修正，最大程度消除因为大功率引起的相位数据漂移，提升相位方向图测试精度。
以上公开的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所述的实施例。通过以上所述可知，本发明中的许多内容可作修改和替换，本实施例固定了某些取值只是为了更好地说明本发明的原理和应用，从而更易理解和运用。凡在本发明的技术方案的基础上所做的局部改动、等同替换、改进等均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，包括建立测试基准点、获取实时漂移数据和测试数据补偿；
其中，建立测试基准点的原则为：
保证测试基准点应位于SAR载荷天线辐射的主辐射区内；测试系统的信噪比不小设定值；
获取实时漂移数据的具体步骤为：
进行SAR载荷天线辐射特性测试时，使用平面近场测试探头对近场信号进行采集，每完成一段测试数据，就对基准点测试数据进行实时采集一次；
测试数据补偿的具体步骤为：
首先通过拟合算法获得每个测试点位的非常规幅度、相位漂移数据信息，作为相位修正数据,
然后再利用相位修正数据对测试数据进行修正，最终获得SAR载荷天线辐射特性的测试结果。
2.如权利要求1所述的SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，基准点测试数据采集间隔根据测试系统恶劣情况进行调整。
3.如权利要求1所述的SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，每完成2％-5％的测试数据，即对基准点测试数据进行实时采集一次。
4.如权利要求1所述的SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，所述拟合算法为最小二乘法。
5.如权利要求1所述的SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，测试数据补偿时，先确定函数模型，试用对数函数模型、指数函数模型，多项式函数模型以及其他混合函数模型进行拟合，比较各个函数模型的拟合度，最后选择拟合度较高的函数模型做为拟合模型。
6.如权利要求1所述的SAR载荷天线辐射特性测试方法，其特征在于，所述拟合算法中，采用高斯——牛顿迭代法完成拟合。
CN202011069601.XA 2020-09-30 2020-09-30 一种sar载荷天线辐射特性测试方法 Active CN112285662B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011069601.XA CN112285662B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种sar载荷天线辐射特性测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011069601.XA CN112285662B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种sar载荷天线辐射特性测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112285662A CN112285662A (zh) 2021-01-29
CN112285662B true CN112285662B (zh) 2023-08-15

Family

ID=74422348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011069601.XA Active CN112285662B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种sar载荷天线辐射特性测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112285662B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1819012A2 (en) * 2006-02-10 2007-08-15 Thales Holdings UK Plc Antenna signal processing apparatus
JP2011191099A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp 合成開口レーダ装置
KR101320508B1 (ko) * 2012-09-13 2013-10-23 국방과학연구소 항공기에 탑재된 영상 레이더의 성능 시험 장치
CN103616569A (zh) * 2013-11-20 2014-03-05 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种毫米波平面近场测试相位修正方法
EP2843439A1 (de) * 2013-07-26 2015-03-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Korrektur der Zeit- und Phasenreferenzen von nicht-synchronen SAR-Daten
CN107219410A (zh) * 2017-06-21 2017-09-29 西安空间无线电技术研究所 一种基于探头扫频位移偏移量的平面近场测量修正方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7046191B2 (en) * 2003-05-30 2006-05-16 Fujitsu Ten Limited Radar angle correction method
US9614279B2 (en) * 2014-08-11 2017-04-04 Raytheon Company Portable apparatus and associated method for phased array field calibration
US9952313B2 (en) * 2014-09-19 2018-04-24 The Boeing Company Phase calibration of a stepped-chirp signal for a synthetic aperture radar

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1819012A2 (en) * 2006-02-10 2007-08-15 Thales Holdings UK Plc Antenna signal processing apparatus
JP2011191099A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Mitsubishi Electric Corp 合成開口レーダ装置
KR101320508B1 (ko) * 2012-09-13 2013-10-23 국방과학연구소 항공기에 탑재된 영상 레이더의 성능 시험 장치
EP2843439A1 (de) * 2013-07-26 2015-03-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Korrektur der Zeit- und Phasenreferenzen von nicht-synchronen SAR-Daten
CN103616569A (zh) * 2013-11-20 2014-03-05 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种毫米波平面近场测试相位修正方法
CN107219410A (zh) * 2017-06-21 2017-09-29 西安空间无线电技术研究所 一种基于探头扫频位移偏移量的平面近场测量修正方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"天线时域平面近场测试误差研究";曹猛;《CNKI优秀博士学位论文》;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112285662A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111044971B (zh) 一种二维干涉仪测向系统
WO2022095510A1 (zh) 阵列天线的校准方法、装置及存储介质
CN109375182A (zh) 雷达接收机幅相一致性校正系统
CN111366793B (zh) 一种减小截断误差的平面天线近场测量方法及系统
CN110515037B (zh) 非视距环境下能时频多域联合的被动定位方法
CN110493869B (zh) 一种基于rssi的k近邻差分修正质心定位方法
CN116581541B (zh) 一种波束指向的修正方法及设备
Bekers et al. Mutual-coupling based phased-array calibration: A robust and versatile approach
CN114185016B (zh) 多通道星载sar天线通道间幅相误差的测量与补偿方法
CN112285662B (zh) 一种sar载荷天线辐射特性测试方法
CN113156225B (zh) 一种深空高增益天线在轨指向校准方法
CN109241565B (zh) 天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置
Varela et al. Fast spherical near-field to far-field transformation for offset-mounted antenna measurements
CN107682822B (zh) 一种基于电磁场强度的压缩感知室外定位方法
CN103544376B (zh) 短波固定监测站测向数据修正方法
CN116148784B (zh) 一种单站闪电定位系统相位自动校准系统及方法
CN109142888B (zh) 一种卫星电磁泄漏定位方法及系统
CN111308315A (zh) 一种射频功放芯片的P1dB测量方法
JP2007121165A (ja) 校正テーブルの作成方法および到来波の方向推定方法
CN112666406B (zh) 收发同频率通信制式天线的接收灵敏度的快速测试方法
CN115792840B (zh) 一种星载相控阵天线方向图建模在轨修正方法
CN111929671A (zh) 基于正态匹配的无线电侦测的接收幅度的估计方法及系统
CN112986701A (zh) 一种基于射电源宽带信号的全息测量方法及系统
CN108008351B (zh) 一种基于正向衰减逆推发射幅度聚集性的信号定位方法
Wang et al. A statistical CSI model for indoor positioning using fingerprinting

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant