CN112557798B - 一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置及测试方法 - Google Patents

一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置及测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电磁场与微波技术领域，目的是为了解决现有相控阵天线‑天线罩电性能测试技术测试效率低，差错概率大的问题，提供一种相控阵天线‑天线罩电性能测试装置及方法。所述装置的发射信号源通过发射天线发射波束，相控阵天线和被测天线罩安装在测试工装上，测试工装安装在转台上，转台控制系统用于控制转台转动，波控机用于控制相控阵天线的接收方向；转台控制系统的触发信号输出端连接波控机的触发信号输入端。所述测试方法为：每当所述转台转动到一个测试角度时，通过波控机控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等。

Description

一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于电磁场与微波技术领域，具体涉及相控阵天线-天线罩电性能测试技术。
背景技术
天线罩电性能的评价和表征是天线罩技术研究的最终验证，传统的机扫天线测试天线罩电性能，只需将天线通过测试工装固定在测试转台上，天线随测试转台一起转动即可实现各个角度的测试。相控阵天线-天线罩电性能测试方法是在天线罩测试系统的基础上搭载相控阵天线。由于相控阵天线的工作原理复杂性远超以往机扫天线，天线采用电子扫描的方式，即通过波控机控制波束进行扫描，与以往的机械扫描天线差别很大。波束的发射方向是固定的，但是相控阵天线与天线罩没有相对运动，因此，每测试一个扫描角，均需要天线罩测控转台转动角度的同时相控阵天线反向转动一个角度，目前二者无法实现同步，需人工手动调节，测试效率极低。此外，非自动化测试差错概率较大，导致大量的重复测试工作。若将现有天线罩电性能测试系统进行全面升级改造工作，周期较长，花费也比较大，可行性较低。
因此，针对以上不足，需要提供一种改进的相控阵天线-天线罩电性能测试装置及测试方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有的相控阵天线-天线罩电性能测试技术测试效率低，差错概率大，针对现有技术中的缺陷，提供一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置及测试方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改进的相控阵天线-天线罩电性能测试装置，包括发射信号源、发射天线、测试工装、转台、转台控制系统、相控阵天线和波控机，所述发射信号源通过所述发射天线发射波束，所述相控阵天线和被测天线罩安装在所述测试工装上，所述测试工装安装在所述转台上，所述转台控制系统用于控制所述转台转动，所述波控机用于控制所述相控阵天线的接收方向；
所述转台控制系统的触发信号输出端连接所述波控机的触发信号输入端。
可选地，所述转台控制系统包括：
转台控制模块，其配置成发送转动控制信号，使所述转台按照预定方向转动一定角度；
触发模块，其配置成在发送所述转动控制信号的同时或之后，向所述波控机发送触发信号；
延时模块，其配置成在所述的向所述波控机发送触发信号之后，延时一段时间t，然后重新启动转动模块。
可选地，所述波控机包括：
接收方向控制模块，其配置成在接收到所述转台控制系统发来的触发信号之后，发送相控阵天线接收角度控制信号，以控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等。
可选地，所述触发信号为5V的TTL电平信号。
可选地，所述t为毫秒量级。
本发明还提供了一种相控阵天线-天线罩电性能测试方法，所述方法为：每当所述转台转动到一个测试角度时，通过所述波控机控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等。
可选地，所述方法具体包括：
步骤S1、所述转台控制系统控制所述转台按照预定方向转动一定角度；
步骤S2、所述转台控制系统向所述波控机发送触发信号；
步骤S3、所述波控机接收到所述触发信号后，控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等；
步骤S4、延时一定时间t后，返回步骤S1，直至所有角度均完成测试。
可选地，所述触发信号为5V的TTL电平信号。
可选地，所述t为毫秒量级。
实施本发明的，具有以下有益效果：解决了需要人工手动调节相控阵天线波束转动与转台之间的配合问题，转台与波控机通过硬触发建立通信，控制信号时序逻辑关系准确无误，实现了机械系统与相控阵天线的联动测试功能，极大的提升了相控阵天线测试天线罩电性能的效率及准确率。并且，将现有的测试装置改进为本发明的测试装置，只需对控制部分稍作改动即可，不仅周期短，而且经济实惠。
附图说明
图1是本发明实施例一的相控阵天线-天线罩电性能测试装置的结构示意图；
图2是本发明实施例二的相控阵天线-天线罩电性能测试方法的示意性流程图；
图中：1：发射信号源；2：发射天线；3：测试工装；4：转台；5：相控阵天线；6：波控机；7：被测天线罩。
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。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的相控阵天线-天线罩电性能测试装置包括发射信号源1、发射天线2、测试工装3、转台4、转台控制系统、相控阵天线5和波控机6，所述发射信号源1通过所述发射天线2发射波束，所述相控阵天线5和被测天线罩7安装在所述测试工装3上，所述测试工装3安装在所述转台4上，所述转台控制系统用于控制所述转台4转动，所述转台4转动时，能够带动测试工装3转动，进而带动所述被测天线罩7和所述相控阵天线5同步转动，所述波控机6用于控制所述相控阵天线5的接收方向，所述转台控制系统的触发信号输出端连接所述波控机6的触发信号输入端。
所述转台控制系统内嵌入由软件、硬件、或者软件硬件相结合实现的以下模块：
转台控制模块，其配置成发送转动控制信号，使所述转台4按照预定方向转动一定角度；
触发模块，其配置成在发送所述转动控制信号的同时或之后，向所述波控机6发送触发信号；
延时模块，其配置成在所述的向所述波控机6发送触发信号之后，延时一段时间t，然后重新启动转动模块。
所述波控机6内嵌入由软件、硬件、或者软件硬件相结合实现的以下模块：
接收方向控制模块，其配置成在接收到所述转台控制系统发来的触发信号之后，发送相控阵天线接收角度控制信号，以控制所述相控阵天线5的接收方向沿所述转台4转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线5的接收方向的转动角度与所述转台4的转动角度相等。
若要实现相控阵天线5对波束的接收角度的调控功能，波控机6与转台4的通信关系是至关重要的,通信数据的传输速度及实时响应情况将直接影响波束接收角度是否到位，因此需确定恰当的传输方式及逻辑通信关系。此外，由于相控阵天线5接收角度的转动需要与转台4同步，受转台4转动速度及角度精度的制约，需对波束及转台4的转动速度及精度进行恰当的匹配，以实现最佳的电轴对零，否则将对天线罩的电性能及瞄准误差带来较大的测试误差。
本实施例提供的相控阵天线-天线罩电性能测试装置中，转台4与波控机6通过硬触发建立通信，具体为采用触发信号为5V的TTL电平信号进行通信。当相控阵天线5随转台4转到一个初始测试角度时，转台4发送给波控机6一个触发脉冲，即5V的TTL电平信号，并延迟一定时间(ms级)，延迟时间以相控阵天线5能够接收到波束为准。波控机6接收到触发脉冲后，控制相控阵天线5的接收方向与转台转动相反角度，即可采集此时信号(波束)能量值，至此，完成一个角度的数据采集。然后，转台控制系统控制转台4转到下一个角度，开始下一个角度的数据采集。上述测试装置根据相控阵天线的工作特点及其与机械控制系统的时序逻辑关系和接口关系，在转台与波控机之间建立通信关系，各控制信号的时序逻辑关系准确无误，实现了自动测试，在确保测试准确性的基础上将大幅提高测试效率。
实施例二
本实施例二是采用实施例一的一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置进行相控阵天线-天线罩电性能测试的方法，该方法为：每当所述转台转动到一个测试角度时，通过所述波控机控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等。
如图2所示，作为本发明的优选实施例，所述方法具体包括：
步骤S1、所述转台控制系统控制所述转台按照预定方向转动一定角度；
步骤S2、所述转台控制系统向所述波控机发送触发信号，所述触发信号为5V的TTL电平信号；
步骤S3、所述波控机接收到所述触发信号后，控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等；
步骤S4、延时一定时间t(t为毫秒量级)后，返回步骤S1，直至所有角度均完成测试。
本实施例的测试方法与实施例一的测试装置的原理及效果均相同，在此不再赘述。
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 (2)

1.一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置，包括发射信号源、发射天线、测试工装、转台、转台控制系统、相控阵天线和波控机，所述发射信号源通过所述发射天线发射波束，所述相控阵天线和被测天线罩安装在所述测试工装上，所述测试工装安装在所述转台上，所述转台控制系统用于控制所述转台转动，所述波控机用于控制所述相控阵天线的接收方向；
其特征在于，所述转台控制系统的触发信号输出端连接所述波控机的触发信号输入端；
所述转台控制系统包括：
转台控制模块，其配置成发送转动控制信号，使所述转台按照预定方向转动一定角度；
触发模块，其配置成在发送所述转动控制信号的同时或之后，向所述波控机发送触发信号；
延时模块，其配置成在所述的向所述波控机发送触发信号之后，延时一段时间t，然后重新启动转动模块；所述波控机包括：
接收方向控制模块，其配置成在接收到所述转台控制系统发来的触发信号之后，发送相控阵天线接收角度控制信号，以控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等；
延迟时间t以所述相控阵天线能够接收到所述发射天线发射的波束为准；
所述触发信号为5V的TTL电平信号；
所述t为毫秒量级。
2.权利要求1所述的一种相控阵天线-天线罩电性能测试装置的测试方法，其特征在于，每当所述转台转动到一个测试角度时，通过所述波控机控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等；
所述方法具体包括：
步骤S1、所述转台控制系统控制所述转台按照预定方向转动一定角度；
步骤S2、所述转台控制系统向所述波控机发送触发信号；
步骤S3、所述波控机接收到所述触发信号后，控制所述相控阵天线的接收方向沿所述转台转动的反方向转动，并且，所述相控阵天线的接收方向的转动角度与所述转台的转动角度相等；
步骤S4、延时一定时间t后，返回步骤S1，直至所有角度均完成测试；
所述触发信号为5V的TTL电平信号；
所述t为毫秒量级。
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