CN114047382B - 一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，属于大型桁架天线罩领域。本发明首先在天线不带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率；然后，安装天线罩，在天线带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率，由测量的噪声功率计算大型桁架天线罩的传输损耗。本发明的方法简单可行，具有推广和应用价值。

Description

一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法
技术领域
本发明涉及大型桁架天线罩技术领域，特别是指一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法。
背景技术
天线罩是保护天线不受环境影响的罩子，广泛应用于军用雷达、民用雷达和卫星通信等领域。目前常用天线罩有夹层天线罩、实心介质天线罩、金属桁架天线罩、介质桁架天线罩和充气天线罩等。传输损耗是天线罩最重要的性能参数，精确测量天线罩传输损耗是非常重要的。天线罩传输损耗传统的测量方法是：利用远场测试场，通过分别测量天线带罩和不带罩情况下，天线接收的信号功率电平，计算二者的差值即为天线罩的传输损耗。该方法的前提条件是天线罩易于搬移或可整体吊装，对于大型桁架天线罩，通常不可整体吊装或不易吊装，传统的测量方法测量大型桁架天线传输损耗存在以下局限性：
1、在传统的测量方法中，由于大型桁架天线不能吊装或不易吊装，测量天线带罩和不带罩情况下的信号功率电平，由于天线罩安装周期较长，测量信号的稳定性、测试环境温度、湿度变化等，引起较大测量误差；
2、在传统的测量方法中，无法测量天线罩不同仰角的传输损耗；
3、在传统的测量方法中，地面反射和环境的多重反射影响天线罩测量精度。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法。该方法首先在天线不带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率；然后，安装天线罩，在天线带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率，由测量的噪声功率计算大型桁架天线罩传输损耗。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，包括以下步骤：
(1)测量天线不带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率；
(2)测量天线带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率；
(3)计算大型桁架天线罩传输损耗：由天线不带罩和带罩情况下，测量的天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率，利用下式计算大型桁架天线罩的传输损耗。
Figure BDA0003335162440000021
式中：TLradome—天线罩的传输损耗，dB；
Nn-source—天线不带罩时，测量的天线指向射电源的噪声功率，dBm；
Nn-sky—天线不带罩时，测量的天线指向射电源附近冷空的噪声功率，dBm；
An-atm—天线不带罩时，天线指向射电源仰角的大气衰减，dB；
Ny-source—天线带罩时，测量的天线指向射电源的噪声功率，dBm；
Ny-sky—天线带罩时，测量的天线指向射电源附近冷空的噪声功率，dBm；
Ay-atm—天线带罩时，天线指向射电源仰角的大气衰减，dB。
其中，步骤(1)中天线不带罩时天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率测量方法为：建立测试系统，在天线不带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时噪声功率的大小，用Nn-source表示；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，用Nn-sky表示。
其中，步骤(2)中天线带罩时天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率测量方法为：完成步骤(1)测量后，安装天线罩，天线在带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向同步骤(1)相同的射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时系统噪声功率的大小，用Ny-source表示；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，用Ny-sky表示。
其中，天线不带罩和带罩情况下，指向的射电源为同一个射电源，如常用的射电源有太阳、月亮和标准离散射电源等，射电源位置应精确已知，射电源应具有尽可能大通量密度，待测天线可观测到大的动态范围，射电源的角直径与天线半功率波束宽度相当或小于天线半功率波束宽度。
其中，大气衰减是大气温度、湿度和压力参数，以及天线指向射电源仰角的函数。天线不带罩和带罩情况下的大气衰减，由天线不带罩和带罩状态下的大气参数决定。
其中，噪声功率测量应在晴天条件下进行。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1、采用本发明测量大型桁架天线罩传输损耗，测量精度高。
2、本发明利用射电源不同时刻位置信息，可测量不同位置天线罩的传输损耗。
3、采用本发明测量大型桁架天线罩传输损耗，可有效抑制地面反射对测量结果的影响。
4、本发明亦适用于其他类型天线罩的传输损耗测量，因此本发明具有较好的推广和应用价值。
附图说明
图1是本发明的测量原理示意图。
具体实施方式
参照图1，测试系统由天线罩、天线、低噪声放大器、射频测试电缆、伺服控制器和频谱分析仪。通过分别测量在天线不带罩和带罩情况下，天线指向射电源及其附近冷空时的噪声功率，由此计算大型桁架天线罩的传输损耗。
具体实施例当中，待测金属桁架天线罩直径为17米，天线口径9.5米，工作频率范围3.4GHz～4.2GHz。测试频率为4GHz，天线不带罩时大气衰减An-atm＝0.062dB，天线带罩时的大气衰减Ay-atm＝0.061dB。该大型桁架天线罩传输损耗测量方法的步骤如下：
第1步：测量天线不带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率。在天线没有安装天线罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率大小，分别用Nn-source和Nn-sky表示，单位为dBm。
实施例当中，在天线不带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时噪声功率Nn-source为-65.2dBm；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率Nn-sky为-88.6dBm。
第2步：测量天线带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率。在天线安装天线罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率大小，分别用Ny-source和Ny-sky表示，单位为dBm。
实施例当中，在天线带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时系统噪声功率Ny-source为-65.8dBm；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率Ny-sky为-88.4dBm。
第3步：计算大型桁架天线罩传输损耗。由天线不带罩和带罩情况下，天线指向射电源及其附近的噪声功率，利用下式计算大型桁架天线罩的传输损耗。
Figure BDA0003335162440000041
实施例当中的大型桁架天线罩传输损耗为：
Figure BDA0003335162440000042
本发明工作原理如下：
该方法首先在天线不带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率；然后，安装天线罩，在天线带罩情况下，用频谱分析仪分别测量天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率，由测量的噪声功率计算大型桁架天线罩的传输损耗。

Claims (5)

1.一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测量天线不带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率；
(2)测量天线带罩时指向射电源及其附近冷空的噪声功率；
(3)由天线不带罩和带罩情况下，测量的天线指向射电源及其附近的噪声功率，用下式计算大型桁架天线罩的传输损耗：
Figure FDA0003335162430000011
式中：TLradome—天线罩的传输损耗，单位dB；
Nn-source—天线不带罩时，测量天线指向射电源的噪声功率，单位dBm；
Nn-sky—天线不带罩时，测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，单位dBm；
An-atm—天线不带罩时，天线指向射电源仰角的大气衰减，单位dB；
Ny-source—天线带罩时，测量天线指向射电源的噪声功率，单位dBm；
Ny-sky—天线带罩时，测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，单位dBm；
Ay-atm—天线带罩时，天线指向射电源仰角的大气衰减，单位dB；
完成大型桁架天线罩传输损耗的测量。
2.根据权利要求1所述的一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，其特征在于：步骤(1)中，天线不带罩时天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率的测量方法为：建立测试系统，在天线不带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时的噪声功率大小，用Nn-source表示；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，用Nn-sky表示；
步骤(2)中，天线带罩时天线指向射电源及其附近冷空的噪声功率测量方法为：完成步骤(1)测量后，安装天线罩，天线在带罩情况下，驱动天线伺服控制器，调整天线的方位和俯仰，使天线指向同步骤(1)相同的射电源，用频谱分析仪测量天线指向射电源时噪声功率的大小，用Ny-source表示；然后，驱动天线方位，使天线指向偏离射电源，指向射电源附近的冷空，用频谱分析仪测量天线指向射电源附近冷空的噪声功率，用Ny-sky表示。
3.根据权利要求1或2所述的一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，其特征在于，天线不带罩和带罩情况下，指向的射电源为同一个射电源，所述射电源为太阳、月亮或标准离散射电源，射电源位置精确已知，射电源具有大通量密度，待测天线可观测到大的动态范围，射电源的角直径与天线半功率波束宽度相当或小于天线半功率波束宽度。
4.根据权利要求1或2所述的一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，其特征在于，天线不带罩和带罩情况下的大气衰减，由天线不带罩和带罩状态下大气的温度、湿度和压力参数决定，并且，大气衰减是天线指向射电源仰角的函数。
5.根据权利要求1或2所述的一种测量大型桁架天线罩传输损耗的方法，其特征在于，噪声功率的测量在晴天条件下进行。
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