CN114167152A - 一种吸波装置及天线测试方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及天线测试技术领域,特别涉及一种吸波装置及天线测试方法。该吸波装置包括支架、调整装置和吸波材料。其中,所述支架为条形结构,用于支撑收发天线和所述调整装置;所述调整装置可移动的设置于所述支架上,用于支撑所述吸波材料,并调整所述吸波材料的位置、方位角和伸缩量;所述吸波材料可拆卸的设置于所述调整装置上,所述吸波材料位于所述收发天线的两侧,用于吸收所述收发天线泄露的信号。该申请提供的吸波装置结构简单、易于拆装和存放,能够快速调整吸波材料的位置、方位角和伸缩量,该申请的测试方法通过使用该吸波装置,能够有效吸收发射天线泄露的测量信号,降低天线泄露引起的背景电平升高,提高天线测试系统的测试精度。

Description

一种吸波装置及天线测试方法
技术领域
本申请涉及天线测试技术领域,特别涉及一种吸波装置及天线测试方法。
背景技术
随着各项RCS研究项目不断推进,电磁散射特性测量的需求也逐步从室内紧缩场、室外标准场测量向室外非标准测试场延伸。因此,需要根据实际情况以矢量网络分析仪为核心调整测量设备,以组建便携式天线测试系统。
现有技术中,天线测量系统灵敏度可以达到-100dB左右,但是由于设备的动态范围为70dB左右,当收/发天线水平放置且天线波束较宽时,发射天线泄露的信号会直达接收天线,从而提高测试系统背景电平的灵敏度,影响目标回波信号的接收和目标测量的精度。
因此,目前亟待需要一种吸波装置及天线测试方法来解决上述问题。
发明内容
本申请提供了一种吸波装置及天线测试方法,通过使用吸波装置,能够吸收发射天线泄露的测量信号,从而提高天线测试的精度。
第一方面,本申请实施例提供了一种吸波装置,包括支架、调整装置和吸波材料;其中,
所述支架为条形结构,用于支撑收发天线和所述调整装置;
所述调整装置可移动的设置于所述支架上,用于支撑所述吸波材料,并调整所述吸波材料的位置、方位角和伸缩量;
所述吸波材料可拆卸的设置于所述调整装置上,所述吸波材料位于所述收发天线的两侧,用于吸收所述收发天线泄露的信号。
在一种可能的设计中,所述调整装置包括基座和支撑轴,所述支撑轴固定于所述基座上;
所述基座底部中央设置有凹槽,所述凹槽用于将所述调整装置卡设于所述支架上,通过所述凹槽调整所述调整装置与所述收发天线之间的相对位置;
所述支撑轴用于支撑所述吸波材料。
在一种可能的设计中,所述支撑轴为可伸缩结构,以调整所述吸波材料沿垂直于所述支架方向的伸缩量。
在一种可能的设计中,所述支撑轴内部设置有圆形通孔,所述吸波材料的底端中心位置设置有圆形支腿,所述圆形支腿能够插设于所述圆形通孔内;
所述圆形支腿可沿所述圆形通孔旋转,以调整所述吸波材料的方位角。
在一种可能的设计中,所述吸波材料的作用面为尖椎形,以吸收所述收发天线泄露的信号。
第二方面,本申请实施例提供了一种天线测试方法,所述方法应用于天线测试系统中,所述天线测试系统包括矢量网络分析仪、收发天线、线缆和上述吸波装置;所述测试方法包括:
将所述收发天线安装于所述支架上;
将所述调整装置安装于所述收发天线连线的中心位置;
将所述吸波材料装设于所述调整装置上,调整所述吸波材料的缩进量,以使所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置;
调整所述吸波材料的方位角,以使所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线;
连通所述天线测试系统,开机预热至所述天线测试系统稳定,对目标进行测试。
在一种可能的设计中,所述将所述调整装置安装于所述收发天线连线的中心位置,包括:
将所述基座通过所述凹槽卡设于所述支架上,滑动所述基座直至所述调整装置到达所述收发天线连线的中心位置。
在一种可能的设计中,所述调整所述吸波材料的缩进量,以使所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置,包括:
调整所述支撑轴沿轴向的高度,直至所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置。
在一种可能的设计中,所述调整所述吸波材料的方位角,以使所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线,包括:
将所述吸波材料的圆形支腿插设于所述圆形通孔内,旋转所述吸波材料,直至所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线。
采用上述技术方案,本发明所述的吸波装置和天线测试方法,具有如下有益效果:
1)本发明提供的吸波装置,结构简单、易于拆装和存放,能够快速准确的调整吸波材料的位置、方位角和伸缩量,以达到最佳的吸波效果;
2)本发明通过使用吸波装置,能够有效吸收发射天线泄露的测量信号,降低由于天线泄露引起的背景电平升高,提高天线测试系统的测试精度。
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,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的某天线极坐标下天线方向图;
图2是本发明实施例提供的某目标S波段的回波一维距离像;其中,横坐标为收发天线之间的距离,0m处为发射天线的位置,60m位置为接收天线的位置;
图3是本发明实施例提供的某裸土背景回波一维距离像;其中,横坐标为收发天线之间的距离,0m处为发射天线的位置,60m位置为接收天线的位置;
图4是本发明实施例提供的吸波装置示意图;
图5是本发明实施例提供的吸波材料的外缘与收发天线半波角交叉位置示意图;
图6是本发明实施例提供的尖锥吸波材料吸波原理示意图;
图7是本发明实施例提供的天线测试方法示意图。
附图标记:
1-支架;
2-调整装置;
21-基座;
22-支撑轴;
3-吸波材料;
4-收发天线。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
以下结合附图及实施例,对本申请进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;除非另有规定或说明,术语“多个”是指两个或两个以上;术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本说明书的描述中,需要理解的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
图1是某天线极坐标下天线方向图,从图中可以看出,极径表示辐射强度,极坐标为方位角度。辐射最强的方向称之为天线方向图的主瓣即电磁测试场景系统主要信号输入,其他方向称之为副瓣或旁瓣。通过天线方向图可以看出:在收/发天线水平放置时,一方面旁瓣的辐射能量会从发射天线直接进入接收天线。另一方面不同波段的主瓣宽度不同,当遇到如图1所示的宽波束天线时,主瓣的辐射也会直接进入接收天线,从而提高测试系统背景电平的灵敏度,进而影响目标回波信号的接收。
如图2所示,为某目标S波段的回波一维距离像,从图中可以看出,由于S波段天线波束较宽,存在低频频段-30dB量级强泄露回波,将系统背景回波提高到了-90dB量级左右,此时目标峰值-66dB,从而导致S波段背景电平明显升高。一般而言,如图3所示,当目标峰值下降至-75dB时,系统背景电平已经开始影响目标回波。
针对上述问题,相关技术中,通常使用硬件门、背景对消、软件门等技术对测试数据进行处理,以降低目标区域的背景电平。但对于室外环境的测试系统,由于环境复杂多变,仅天线泄露区域可以进行背景对消,而无法降低天线泄露区以外区域的背景电平。尤其当发射天线的波束较宽时,发射天线泄露的测量信号会直达接收天线,严重目标回波信号的接收和目标测量的精度。
为了解决该技术问题,可以考虑在收发天线之间设置吸波装置,以吸收发射天线泄露的测量信号,从而提高天线测试系统的测试精度。
如图4所示,其为本申请实施例提供的吸波装置,该吸波装置包括支架1、调整装置2和吸波材料3,其中,
支架1为条形结构,用于支撑收发天线4和调整装置2;
调整装置2可移动的设置于支架1上,用于支撑吸波材料3,并调整吸波材料3的位置、方位角和伸缩量;
吸波材料3可拆卸的设置于调整装置2上,吸波材料3位于收发天线4的两侧,用于吸收收发天线4泄露的信号。
本申请提供的吸波装置结构简单、易于拆装和存放,通过调整吸波材料3的位置、方位角和伸缩量,能够使吸波材料3的作用面垂直于收发天线4的连线并覆盖住收发天线4半波角的交叉位置,从而有效吸收发射天线泄露的测量信号,提高测试精度。
需要说明的是,支架1、调整装置2和吸波材料3应为有一定强度的低散射材料,本申请不对材质做具体限定;另外,支架1的形状和尺寸可以根据天线测试系统的实际需要确定,本申请给出的条形结构是一种优选方式,并不以此为限。
还需要说明的是,收发天线4可以采用焊接、胶粘或者螺栓等方式固定于支架1上,本申请不做具体限定。
在一些实施方式中,如图1所示,调整装置2包括基座21和支撑轴22,支撑轴22固定于基座21上;
基座21底部中央设置有凹槽,凹槽用于将调整装置2卡设于支架1上,通过凹槽调整调整装置2与收发天线4之间的相对位置;
支撑轴22用于支撑吸波材料3。
在该实施例中,使用凹槽将调整装置2卡设于支架1上,拆装方便,易于调整吸波材料3相对于收发天线4的位置。需要说明的是,采用凹槽将调整装置2固定于支架1上只是一种优选方式,也可以采用黏贴或者预留螺栓孔等方式,只要能将调整装置2可拆卸的固定于支架1上即可,并不以此为限。
在一些实施方式中,支撑轴22为可伸缩结构,以调整吸波材料3沿垂直于支架1方向的伸缩量。
在该实施例中,电磁测试用天线一般附带天线方向图,如图1所示,可以根据天线方向图主瓣方向上两个半功率点之间的波束角度(即主瓣宽度),通过调整支撑轴22的伸缩量,使吸波材料3的外缘满足达到收发天线4半波角交叉位置,如图5所示。一般而言,收发天线的半波角为30°。
需要说明的是,本实施例中支撑轴22的伸缩方向为垂直于支架1的方向,这是由于收发天线4靠近支架1端泄漏量较少,因此吸波材料3的底端无需完全与之交1相贴,而是根据测试天线的不同,保证吸波材料3的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置即可,从而不必将吸波材料3的尺寸做的过大,同时提高吸波材料3的适用范围。
在一些实施方式中,如图1所示,支撑轴22内部设置有圆形通孔,吸波材料3的底端中心位置设置有圆形支腿,圆形支腿能够插设于圆形通孔内;
圆形支腿可沿圆形通孔旋转,以调整吸波材料3的方位角。
在该实施例中,当吸波材料3的作用面垂直于收发天线的连线时,吸波效果最好。因此,需要吸波材料3的圆形支腿与支撑轴22的圆形通孔配合,通过旋转吸波材料3,使其作用面垂直于收发天线的连线。
在一些实施方式中,如图1所示,吸波材料3的作用面为尖椎形,以吸收收发天线4泄露的信号。
在该实施例中,吸波材料3的吸波功能主要利用角锥吸波原理,如图6所示,当电磁波入射到吸波材料的作用面后,电磁波会在各角锥间多次反射和吸收,图中,AB代表入射线,从图中可以看出,当电磁波入射角接近垂直时,反射次数增加,吸波效果最佳。
如图7所示,本实施还提供了一种天线测试方法。
该方法应用于天线测试系统中,天线测试系统包括矢量网络分析仪、收发天线、线缆和如权利要求1-5任一项的吸波装置;
该方法包括如下步骤:
步骤100:将收发天线安装于支架上;
步骤102:将调整装置安装于收发天线连线的中心位置;
步骤104:将吸波材料装设于调整装置上,调整吸波材料的缩进量,以使吸波材料的上边缘覆盖住收发天线半波角的交叉位置;
步骤106:调整吸波材料的方位角,以使吸波材料的作用面垂直于收发天线间的连线;
步骤108:连通天线测试系统,开机预热至天线测试系统稳定,对目标进行测试。
针对步骤102,在一些实施方式中,包括:
将基座通过凹槽卡设于支架上,滑动基座直至调整装置到达收发天线连线的中心位置。
针对步骤104,在一些实施方式中,包括:
调整支撑轴沿轴向的高度,直至吸波材料的上边缘覆盖住收发天线半波角的交叉位置。
针对步骤106,在一些实施方式中,包括:
将吸波材料的圆形支腿插设于圆形通孔内,旋转吸波材料,直至吸波材料的作用面垂直于收发天线间的连线。
保持测试背景和测试系统中各设备的参数不变,使用本申请天线测试方法(即在收发天线间放置吸波装置)和现有天线测试方法(即收发天线间无吸波装置)进行测试,测试结果表明:使用吸波装置后,天线直漏区辐射强度下降约10dB,系统背景电平整体下降约10dB,且在目标区域目标强度未受影响的情况下,体现了更多的目标区细节。由此可知,本申请的吸波装置能够有效降低测试系统的背景电平。
需要说明的是,目标量值越小,天线波束越宽,使用本申请测试方法的效果越好。这是因为当目标电磁回波本身较大时,天线的辐射泄露引起的背景电平提高对于测试影响不大,这种情况可以直接正常测试。而当目标回波较小时,天线的辐射泄露引起的背景电平提高对于测试影响较大,此时必须使用吸波装置,以降低天线泄露对回波信号的影响。
还需要说明的是,因室外场景各不相同,因此,为了获得较好的测试效果,室外测试场地应选取较为平整、开阔地带,尽量避开灌木、高大植被、厂房等场所。当以矢网为核心搭建电磁测量系统后,设备开机预热至系统稳定,进行相关频段和极化设置。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
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 (9)

1.一种吸波装置,其特征在于,包括支架(1)、调整装置(2)和吸波材料(3);
所述支架(1)为条形结构,用于支撑收发天线(4)和所述调整装置(2);
所述调整装置(2)可移动的设置于所述支架(1)上,用于支撑所述吸波材料(3),并调整所述吸波材料(3)的位置、方位角和伸缩量;
所述吸波材料(3)可拆卸的设置于所述调整装置(2)上,所述吸波材料(3)位于所述收发天线(4)的两侧,用于吸收所述收发天线(4)泄露的信号。
2.根据权利要求1所述的吸波装置,其特征在于,所述调整装置(2)包括基座(21)和支撑轴(22),所述支撑轴(22)固定于所述基座(21)上;
所述基座(21)底部中央设置有凹槽,所述凹槽用于将所述调整装置(2)卡设于所述支架(1)上,通过所述凹槽调整所述调整装置(2)与所述收发天线(4)之间的相对位置;
所述支撑轴(22)用于支撑所述吸波材料(3)。
3.根据权利要求2所述的吸波装置,其特征在于,所述支撑轴(22)为可伸缩结构,以调整所述吸波材料(3)沿垂直于所述支架(1)方向的伸缩量。
4.根据权利要求2所述的吸波装置,其特征在于,所述支撑轴(22)内部设置有圆形通孔,所述吸波材料(3)的底端中心位置设置有圆形支腿,所述圆形支腿能够插设于所述圆形通孔内;
所述圆形支腿可沿所述圆形通孔旋转,以调整所述吸波材料(3)的方位角。
5.根据权利要求1所述的吸波装置,其特征在于,所述吸波材料(3)的作用面为尖椎形,以吸收所述收发天线(4)泄露的信号。
6.一种天线测试方法,其特征在于,应用于天线测试系统中,所述天线测试系统包括矢量网络分析仪、收发天线、线缆和如权利要求1-5任一项所述的吸波装置;
所述方法包括:
将所述收发天线安装于所述支架上;
将所述调整装置安装于所述收发天线连线的中心位置;
将所述吸波材料装设于所述调整装置上,调整所述吸波材料的缩进量,以使所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置;
调整所述吸波材料的方位角,以使所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线;
连通所述天线测试系统,开机预热至所述天线测试系统稳定,对目标进行测试。
7.根据权利要求6所述的测试方法,其特征在于,所述将所述调整装置安装于所述收发天线连线的中心位置,包括:
将所述基座通过所述凹槽卡设于所述支架上,滑动所述基座直至所述调整装置到达所述收发天线连线的中心位置。
8.根据权利要求6所述的测试方法,其特征在于,所述调整所述吸波材料的缩进量,以使所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置,包括:
调整所述支撑轴沿轴向的高度,直至所述吸波材料的上边缘覆盖住所述收发天线半波角的交叉位置。
9.根据权利要求6所述的测试方法,其特征在于,所述调整所述吸波材料的方位角,以使所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线,包括:
将所述吸波材料的圆形支腿插设于所述圆形通孔内,旋转所述吸波材料,直至所述吸波材料的作用面垂直于所述收发天线间的连线。
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