CN113655297B - 一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空航天天线测试技术领域，公开了一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，纵向将天线罩分为N段，通过旋转天线罩测试法得到每段的传输效率曲线L1至LN，依次将每段的传输效率曲线所在切面取若干个测试点，分别测试这些测试点的方位面和俯仰面，找出带罩后最大值位置的电平值与原始未发生偏移的幅值的差值，利用该差值作为修正值修正传输效率曲线拟合出每段的波束偏移量修正曲线，最后用每段的波束偏移量修正曲线根据俯仰面波束偏移量得出的校正后的功率传输效率。本发明的方法具有较高的精确性，测试结果与实际值相差较小，降低了测试量，提高了测试效率。

Description

一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法
技术领域
本发明属于航空航天天线测试技术领域，涉及一种卫通天线罩功率传输效率测试方法，具体涉及一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法。
背景技术
卫通天线罩电性能测试中的传输效率测试，是反映天线罩重要电性能指标的一项测试内容。该项指标的好坏直接影响到卫通天线信号接收的质量，从而影响整个通讯链路的通讯效率，因而成为卫通天线罩电性能测试内容中需要严格控制的关键要素之一。
卫通天线罩的单程功率传输效率通常采用两种方法：a)待测天线与辅助天线对准后保持不动，旋转天线罩的方法进行测试；b)天线和天线罩同时旋转进行方向图测试，分别比较带罩和不带罩方向图的最大值的测试方法。
上述方法中，待测天线不动的测试方法对于外形不规则的天线罩，容易将波束偏转中的误差引入传输效率测试中，导致测试结果与实际值相差较大；第二种方向图比较法，测试量非常大，需要在天线罩上取至少360个环形测试点，在每个测试点上下罩比较测试，导致上下罩的操作非常频繁，效率非常低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，通过对卫通天线罩不同部位波束指向误差的修正，利用修正曲线，校正待旋转天线罩法测得的传输效率数值，为设计提供足够接近真实值的数据保障，为电性能试验提供更准确的试验结果，并且上下罩的操作相对于方向图测试法少很多，兼顾了效率。
本发明的技术方案是：
一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，纵向将天线罩分为N段，通过旋转天线罩测试法得到每段的传输效率曲线L1至LN，依次将每段的传输效率曲线所在切面取若干个测试点，分别测试这些测试点的方位面和俯仰面，找出带罩后最大值位置的电平值与原始未发生偏移的幅值的差值，利用该差值作为修正值修正传输效率曲线拟合出每段的波束偏移量修正曲线，最后用每段的波束偏移量修正曲线根据俯仰面波束偏移量得出的校正后的功率传输效率。
进一步的，N为3至7，并且自上往下、天线罩曲率大的部分取段间隔小于天线罩曲率小的部分。一般的测试至少要将天线罩分为3段才能满足基本的测试精度，分为7段即可以满足绝大多数天线罩的测试需要，再多的话将影响测试效率。
进一步的，依次将每段的传输效率曲线所在切面天线空域角度均匀取10到20个测试点。10到20个均匀分布的测试点能够在测试中基本表征传输效率曲线，并且兼顾上测试效率。
进一步的，分别测试每个传输效率曲线的每个测试点的方位面和俯仰面方向图，沿天线波束指向最大值角度位置找出带天线罩的原始未发生偏移的幅值Q0，Q0即在未考虑波束偏转情况下测得的带天线罩电平值；然后根据带天线罩方向图读出带天线罩后最大值位置的电平值Q1,Q1即发生波束偏转后的最大电平值；Q0和Q1的值差即为该段天线罩每个测试点因波束偏移产生的电平值差值。
进一步的，将该段天线罩因波束偏移产生的电平值差值作为每个测试点的修正值，对每个测试点进行修正，将修正后的测试点拟合成该段天线罩的波束偏移量修正曲线。
进一步的，具体对某个测试点的修正方法是：该测试点的修正值横坐标是该测试点的切面天线空域角度值，该测试点的修正值纵坐标是该测试点的Q0和Q1的值差，以修正值横坐标和修正值纵坐标得到测试点的修正值坐标。
进一步的，对某一段天线罩所有的测试点做出其修正值坐标，以所有测试点的修正值坐标拟合成曲线，得到该段天线罩的波束偏移量修正曲线，并计算记得这个波束偏移量修正曲线的表达式。
进一步的，波束偏移量修正曲线得到功率传输效率的方法是，通过波束偏移量修正曲线的表达式，输入需要估计方位的角度值，代入到波束偏移量修正曲线的表达式中，计算得到该方位的传输效率偏移量，再以该传输效率偏移量校正功率传输效率。
本发明的优点是：
1、本发明的方法相对于待测天线与辅助天线对准后保持不动、旋转天线罩的方法，具有较高的精确性，测试结果与实际值相差较小，并且可控；
2、本发明的方法相对于天线和天线罩同时旋转进行方向图测试方法，本发明的方法只用根据测试点的数量进行相应数量的测试就可以完成测试，大大降低了测试量，提高了测试效率；
3、本发明的方法兼顾了幅度偏移和角度偏移，相对过去的方法仅进行幅度偏移的测试，本发明的方法理论上具有更高的准确性。
附图说明
图1是本发明测试的原理示意图；
图2是本发明实施例的传输效率曲线测试点示意图；
图3是本发明实施例的偏转修正参数取值示意图；
图4是本发明实施例的传输曲线对应的修正曲线示意图；
其中，1-卫通天线罩，2-转台及天线。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，纵向将天线罩分为N段，通过旋转天线罩测试法得到每段的传输效率曲线L1至LN，依次将每段的传输效率曲线所在切面取若干个测试点，分别测试这些测试点的方位面和俯仰面，找出带罩后最大值位置的电平值与原始未发生偏移的幅值的差值，利用该差值作为修正值修正传输效率曲线拟合出每段的波束偏移量修正曲线，最后用每段的波束偏移量修正曲线根据俯仰面波束偏移量得出的校正后的功率传输效率。
N为3至7，并且自上往下、天线罩曲率大的部分取段间隔小于天线罩曲率小的部分。一般的测试至少要将天线罩分为3段才能满足基本的测试精度，分为7段即可以满足绝大多数天线罩的测试需要，再多的话将影响测试效率。
依次将每段的传输效率曲线所在切面天线空域角度均匀取10到20个测试点。10到20个均匀分布的测试点能够在测试中基本表征传输效率曲线，并且兼顾上测试效率。
分别测试每个传输效率曲线的每个测试点的方位面和俯仰面方向图，沿天线波束指向最大值角度位置找出带天线罩的原始未发生偏移的幅值Q0，Q0即在未考虑波束偏转情况下测得的带天线罩电平值；然后根据带天线罩方向图读出带天线罩后最大值位置的电平值Q1,Q1即发生波束偏转后的最大电平值；Q0和Q1的值差即为该段天线罩每个测试点因波束偏移产生的电平值差值。
将该段天线罩因波束偏移产生的电平值差值作为每个测试点的修正值，对每个测试点进行修正，将修正后的测试点拟合成该段天线罩的波束偏移量修正曲线。
具体对某个测试点的修正方法是：该测试点的修正值横坐标是该测试点的切面天线空域角度值，该测试点的修正值纵坐标是该测试点的Q0和Q1的值差，以修正值横坐标和修正值纵坐标得到测试点的修正值坐标。
对某一段天线罩所有的测试点做出其修正值坐标，以所有测试点的修正值坐标拟合成曲线，得到该段天线罩的波束偏移量修正曲线，并计算记得这个波束偏移量修正曲线的表达式。
波束偏移量修正曲线得到功率传输效率的方法是，通过波束偏移量修正曲线的表达式，输入需要估计方位的角度值，代入到波束偏移量修正曲线的表达式中，计算得到该方位的传输效率偏移量，再以该传输效率偏移量校正功率传输效率。
下面结合附图说明本发明的原理和技术效果。
通过旋转天线罩测试法测得的传输效率曲线分别为:L1、L2、L3、L4，其在卫通天线罩上的切面如图1所示。
理论上随着卫通罩外形曲率的变大传效率曲线会随着曲率的变大导致波束偏转变大，同时造成测得的传输效率曲线误差越来越大。以波束偏移量可能最大的曲线L1为例，沿L1所在切面分别均匀取10～20个测试点如图2所示。
分别测试这些点的方位面和俯仰面方向图。通过分析发现，方位面方向图波束偏移量非常小，主要波束偏转的误差产生在俯仰面上。所以在俯仰面方向图中，沿天线波束指向最大值角度位置找出带罩的原始未发生偏移的幅值Q0，Q0即在未考虑波束偏转情况下测得的带罩电平值。然后根据带罩方向图读出带罩后最大值位置的电平值Q1,Q1即发生波束偏转后的最大电平值。
Q0和Q1之差即为因波束偏移产生的电平值差值。以此差值作为修正值L1’(1),其中L1’(1)的横坐标X1为该点的角度值、纵坐标为Q0和Q1之差△，以此类推计算出剩余修正值L1’(2)、L1’(3)、L1’(4)……L1’(N)。根据N个点偏移量的数值，拟合成波束偏移量修正曲线L1’。
同理，计算出波束偏移量修正曲线L2’、L3’、L4’，如图3所示。
将L1～L4的角度坐标值，带入L1’～L4’,即为根据俯仰面波束偏移量得出的校正后的功率传输效率。
以某型卫通搜索类天线罩的单程功率传输效率电性能测试为例。任意取某俯仰角度下的一条曲线：L0。在该俯仰角下取20个测试点并根据测试结果计算出修正值见表1。
表1 L0移量修正值
根据表1给出坐标利用多项式拟合成波束偏移量修正曲线L0’，即y＝8E-10x4-5E-07x3+0.0001x2-0.0063x+0.0377。
若要估计方位45°的传输效率偏移量，则将x＝45代入上式,得y＝0.24。

Claims (7)

1.一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，纵向将天线罩分为N段，通过旋转天线罩测试法得到每段的传输效率曲线L1至LN，依次将每段的传输效率曲线所在切面取若干个测试点，分别测试这些测试点的方位面和俯仰面，找出带罩后最大值位置的电平值与原始未发生偏移的幅值的差值，利用该差值作为修正值修正传输效率曲线拟合出每段的波束偏移量修正曲线，最后用每段的波束偏移量修正曲线，根据俯仰面波束偏移量，得出校正后的功率传输效率，具体为：通过波束偏移量修正曲线的表达式，输入需要估计方位的角度值，代入到波束偏移量修正曲线的表达式中，计算得到该方位的传输效率偏移量，再以该传输效率偏移量来校正功率传输效率。
2.根据权利要求1所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，N为3至7，并且自上往下、天线罩曲率大的部分取段间隔小于天线罩曲率小的部分。
3.根据权利要求1所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，依次将每段的传输效率曲线所在切面天线空域角度均匀取10到20个测试点。
4.根据权利要求1所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，分别测试每个传输效率曲线的每个测试点的方位面和俯仰面方向图，沿天线波束指向最大值角度位置找出带天线罩的原始未发生偏移的幅值Q0，Q0即在未考虑波束偏转情况下测得的带天线罩电平值；然后根据带天线罩方向图读出带天线罩后最大值位置的电平值Q1,Q1即发生波束偏转后的最大电平值；Q0和Q1的值差即为该段天线罩每个测试点因波束偏移产生的电平值差值。
5.根据权利要求4所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，将该段天线罩因波束偏移产生的电平值差值作为每个测试点的修正值，对每个测试点进行修正，将修正后的测试点拟合成该段天线罩的波束偏移量修正曲线。
6.根据权利要求5所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，具体对某个测试点的修正方法是：该测试点的修正值横坐标是该测试点的切面天线空域角度值，该测试点的修正值纵坐标是该测试点的Q0和Q1的值差，以修正值横坐标和修正值纵坐标得到测试点的修正值坐标。
7.根据权利要求6所述的一种卫通天线罩单程功率传输效率的校正方法，其特征在于，对某一段天线罩所有的测试点做出其修正值坐标，以所有测试点的修正值坐标拟合成曲线，得到该段天线罩的波束偏移量修正曲线，并计算记得这个波束偏移量修正曲线的表达式。
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