CN117289037B - 一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统,涉及天线近场测试领域;方法包括:采用天线控制系统确定大功率相控阵天线子系统的天线阵面工作范围;建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定两者的关联关系;对任一扫描位置,根据关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;根据子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。本发明根据扫描位置自动定位待测子系统,通过控制天线工作状态的方式使天线处于一种可测试的状态,解决大功率相控阵天线在微波暗室环境测量存在的问题。
Description
技术领域
本发明涉及天线近场测试技术领域,具体涉及一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统。
背景技术
平面近场测试是相控阵天线性能的主要测试方法,一般在专门的微波暗室内进行。平面近场测试系统通常由被测天线、扫描架、安装在扫描架上的探头、测量仪器、测试软件等几个部分组成,测试原理图如附图1所示,由测试软件控制扫描架带动探头运动、并通过测量仪器获取天线阵面不同位置的信号,以此来分析天线远场方向图的性能。
相控阵天线在测量相控阵天线发射状态的性能时,需要打开全部的发射通道;但是对于大功率相控阵天线,如果发射通道全部打开,整个相控阵天线的系统工作功率很大可能超过微波暗室设计的能力,导致测试结果不准确,甚至导致暗室环境被损坏;为了解决此问题,大功率相控阵天线在测试发射性能时需要对发射通道进行控制,使之既能满足测试的要求,又不超过测试环境所能承受的最大工作负荷。
发明内容
本发明目的在于提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统,根据扫描架运动位置自动定位大功率相控阵天线阵面上子系统,并通过天线控制系统控制对应天线工作状态的方式使天线处于一种可测试的状态,解决了大功率相控阵天线在微波暗室环境内无法测试的问题,提升了测试方案的灵活性。
为达成上述目的,本发明提出如下技术方案:
第一方面,提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法,包括:
采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;
建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;
对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;
根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。
进一步的,所述采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的过程,包括:
开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;
开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;
判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值;
当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;
确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
进一步的,还包括:
根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;
建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;
根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;
对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
进一步的,所述建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的过程,包括:
以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置;
以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系,获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置;
计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置,并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置。
进一步的,所述根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程包括:
对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号,所述编号具有唯一性;
获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号,记录所述编号至所述天线阵面工作范围表中;
根据所述天线阵面工作范围表获取所述子系统对应的所有发射通道的编号;
根据所述发射通道的编号,采用天线控制系统实时控制所述目标子系统对应的所述天线阵面工作范围内所有需要打开和关闭的发射通道。
进一步的,所述按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围的过程为:
根据所述扫描架预设的扫描轨迹,按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启。
第二方面,提供一种大功率相控阵天线平面近场测试系统,包括:
第一确定模块,用于采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;
第一建立模块,用于建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;
第二确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;
第三确定模块,用于根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。
进一步的,所述第一确定模块采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的执行单元,包括:
第一测量单元,用于开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;
第二测量单元,用于开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;
判断单元,用于判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值,并当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;
确定单元,用于确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
进一步的,还包括:
获取模块,用于根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;
第二建立模块,用于建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;
第三建立模块,用于根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;
第四确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
第三方面,提供一种电子设备,包括至少一个处理器;所述处理器与存储器耦合,所述存储器用于存储一条或多条计算指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器运行时执行以实现上述的大功率相控阵天线平面近场测试方法的步骤。
由以上技术方案可知,本发明的技术方案获得了如下有益效果:
本发明公开一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统,其方法包括:采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围;建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定两者的关联关系;对任一扫描位置,根据关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;根据子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。本发明一方面通过关联扫描架扫描信息所在坐标系与天线阵面上子系统所在坐标系,自动定位待测子系统;另一方面通过控制天线工作状态的方式,即通过确定子系统的天线阵面工作范围控制开启对应的发射通道使天线处于一种可测试的状态,解决大功率相控阵天线在微波暗室环境测量时打开全部发射通道、可能超过微波暗室设计能力的问题。
本发明通过对子系统关联的发射通道的实时控制,有效提升大功率相控阵天线平面近场测试方案的灵活性。
应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不表示按照真实参照物比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:
图1为现有技术公开的大功率相控阵天线平面近场测试原理图;
图2为本发明实施例公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法流程图;
图3为本发明实施例公开的确定子系统的天线阵面工作范围流程图;
图4为本发明实施例公开的确定子系统的天线阵面工作范围原理图;
图5为本发明实施例公开的确定子系统对应的所有发射通道流程图;
图6为本发明实施例公开的确定天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系关联关系流程图;
图7为本发明实施例公开的确定当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的流程图;
图8为本发明实施例公开的扩大开启目标子系统周围发射通道范围的流程图;
图9为本发明提供的一种电子设备的示例图;
图10为本发明提供的一大功率相控阵天线平面近场测试系统实例框架图。
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的附图,对本发明实施例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。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需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。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样, 除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件, 并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、 操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
基于大功率相控阵天线在平面近场测试时,如果发射通道全部打开则天线的工作功率很大可能超过微波暗室设计的能力,即微波暗室所能承受的最大工作负荷无法满足大功率相控阵天线的测试要求;因此,本发明旨在于提出一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统,通过控制天线工作状态的方式使天线处于一种可测试的状态,让微波暗室的工作负荷满足大功率相控阵天线的测试要求。
下面结合附图所示的实施例,对本发明公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统作进一步具体介绍。
结合图2所示,实施例公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法,包括如下步骤:
步骤S102,采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围;其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;即,一个子系统可以包括一个或多个天线单元、一个或多个子阵单元。
步骤S104,建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;
步骤S106,对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;
步骤S108,根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。
实施例公开的上述流程提出的发明构思为通过依次确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,将完整的天线阵面划分为对各子系统的发射通道信号的测量,解决大功率相控阵天线在微波暗室环境测量打开全部发射通道存在的可能超过微波暗室工作负荷的问题;另外,通过坐标变换将天线阵面上子系统与扫描位置关联,天线控制系统能够快速自动定位待测子系统,提升测试效率。
步骤S102采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的过程,如图3所示,可包括如下步骤:步骤S202,开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,如图4所示,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;步骤S204,开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;步骤S206,判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值;当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;步骤S208,确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
按照上述步骤S202-步骤S208公开的流程,测量并记录下每个子系统对应的发射通道的打开数量及位置。
如图4所示,步骤S202至步骤S206公开的流程可通过如下过程实现,先将扫描架上的探头移至大功率相控阵天线阵面上方某一位置,通过天线控制系统控制打开探头正对的子系统对应的发射通道,如C3单元,测量当前状态发射通道的信号;此时,子系统由一个子阵单元构成,即实现测量打开一个子阵单元时的发射通道的信号;然后再打开C3单元周围的发射通道,测量该状态下的信号;比较两次测量信号的数据变化,如果两次测量信号的数据变化超过设定阈值,则继续扩大C3单元周围的发射通道打开的范围,直至两次测量信号的数据变化小于设定阈值;其中,记录两次测量信号数据时,后一次测量信号的测量值应大于前一次测量信号的测量值,若存在其他情况,则发出异常提示,以便进行检查。方法要求测量信号的数据变化小于设定阈值的目的在于找出不影响天线平面近场测试测量精度的最小天线阵面工作范围,设定阈值表示测量精度;因此,当测量精度满足要求时,就可以确定当前子系统的天线阵面工作范围,无需继续扩大发射通道的打开范围。
可选的,步骤S206中按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围的过程如图8所示,为:根据所述扫描架预设的扫描轨迹,按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启。
例如,图4显示的是一个10*10的子阵单元布局的相控阵阵面,其打开了9个(3行*3列)单元通道;在确定天线阵面工作范围时,可以结合探头的运行轨迹进行调整,例如探头的扫描轨迹为沿水平方向,则当探头沿水平方向进行扫描时,发射通道打开的范围可以是15个(3行*5列),该方式能有效减少发射通道状态切换的次数。
作为一可选的实施方式,按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围方式可以为以目标子系统为原点,沿设定增加面积比扩大开启范围。
结合图6所示,上述步骤S104中建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的目的在于将天线阵面位置信息与扫描位置信息进行快速转换,使测试软件能够根据探头的位置找到对应的天线子系统,并进而对该子系统周围的发射通道进行控制;关联流程具体包括:步骤S402,以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置;步骤S404,以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系,获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置;例如,选定位置可以为扫描起点;步骤S406,计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置,并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置,进而探头能够迅速找到对应位置的待测子系统。
具体实施时,步骤S406实现方式如下:建立的天线阵面坐标系和天线阵面扫描坐标系通过仪器测量保证两坐标系的平面相互平行,建一条垂直于两个平面的垂线,例如通过激光笔实现,获取两坐标系的原点在不同坐标系中的坐标,从而获取两个坐标系的相对位置;进而,根据需要进行两个坐标系的转换。
为进一步提升大功率相控阵天线平面近场测试效率,本发明公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法还通过建立天线阵面工作范围表和位置关系表辅助探头自动定位大功率相控阵天线阵面上的子系统;其实施流程如图5所示,包括:步骤S302,根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;步骤S304,建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;步骤S306,根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;步骤S308,对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
作为一可选的实施方式,步骤S108中根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程,可包括如图7所示的步骤:步骤S502,对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号,所述编号具有唯一性;步骤S504,获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号,记录所述编号至所述天线阵面工作范围表中;步骤S506,根据所述天线阵面工作范围表获取所述子系统对应的所有发射通道的编号;步骤S508,根据所述发射通道的编号,采用天线控制系统实时控制所述目标子系统对应的所述天线阵面工作范围内所有需要打开和关闭的发射通道。即,通过发射通道的编号来确定其在测试时的开启或关闭状态。
本发明公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法,先通过确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,然后通过关联天线阵面坐标系和天线阵面扫描坐标系自动定位待测目标子系统,随后根据与待测目标子系统对应的天线阵面工作范围确定当前测量点需要打开和关闭的发射通道,进而完成整个天线阵面的信号测量。本发明一方面实现让探头在天线阵面扫描坐标系中自动定位待测子系统,提升测试效率;另一方面通过确定子系统的天线阵面工作范围使天线处于一种可测试的状态,实现大功率相控阵天线在微波暗室环境完成平面近场测试,提升测试结果准确度。
本申请的实施例中,还提供一种电子设备,该设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器运行所述计算机程序时实现上述实施例公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法。以运行在计算机上的电子设备为例,如图9所示,该电子设备可以包括一个或多个(图中仅示出一个)处理器(处理器可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器、以及用于通信功能的传输装置。本领域普通技术人员可以理解,图9所示的结构仅为示意,其并不对上述电子装置的结构造成限定。
上述程序可以运行在处理器中,或者也可以存储在存储器中,即计算机可读介质中,计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体,如调制的数据信号和载波。这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤,对应于不同的方法步骤可以通过不同的模块来实现。
在本实施例中,就提供了这样一种装置或系统,该装置可以称为一种大功率相控阵天线平面近场测试系统,该系统如图10所示,包括:第一确定模块,用于采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;第一建立模块,用于建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;第二确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;第三确定模块,用于根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量。
该系统用于实现上述实施例公开的大功率相控阵天线平面近场测试方法的步骤,已经进行说明的,在此不再赘述。
例如,所述第一确定模块采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的执行单元,包括:第一测量单元,用于开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;第二测量单元,用于开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;判断单元,用于判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值,并当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;确定单元,用于确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
又例如,所述大功率相控阵天线平面近场测试系统,还包括:获取模块,用于根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;第二建立模块,用于建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;第三建立模块,用于根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;第四确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
又例如,所述第一建立模块建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的过程,包括:
以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置;以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系,获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置;计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置,并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置。
又例如,所述第三确定模块根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程,包括:对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号,所述编号具有唯一性;获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号,记录所述编号至所述天线阵面工作范围表中;根据所述天线阵面工作范围表获取所述子系统对应的所有发射通道的编号;根据所述发射通道的编号,采用天线控制系统实时控制所述目标子系统对应的所述天线阵面工作范围内所有需要打开和关闭的发射通道。
又例如,所述判断单元中按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围的过程为:根据所述扫描架预设的扫描轨迹,按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启。
本发明提供的大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统,旨在于解决大功率相控阵天线在微波暗室环境测量时打开全部发射通道、可能超过微波暗室设计能力,导致测试结果不准确、甚至导致暗室环境被损坏的问题;采用的技术方案是:利用坐标变换实现根据扫描架运动位置自动定位大功率相控阵天线阵面上的子系统,采用划定天线阵面上子系统工作范围的方式控制天线处于一种可测试的状态,提升大功率相控阵天线平面近场测试方案的灵活性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (8)
1.一种大功率相控阵天线平面近场测试方法,其特征在于,包括:
采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围;其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;
建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;
对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;
根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量;
其中,所述采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的过程,包括:
开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;
开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;
判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值;当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;
确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
2.根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法,其特征在于,还包括:
根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;
建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;
根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;
对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
3.根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法,其特征在于,所述建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的过程,包括:
以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置;
以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系,获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置;
计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置,并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置。
4.根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法,其特征在于,所述根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程包括:
对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号,所述编号具有唯一性;
获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号,记录所述编号至所述天线阵面工作范围表中;
根据所述天线阵面工作范围表获取所述子系统对应的所有发射通道的编号;
根据所述发射通道的编号,采用天线控制系统实时控制所述目标子系统对应的所述天线阵面工作范围内所有需要打开和关闭的发射通道。
5.根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法,其特征在于,所述按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围的过程为:
根据所述扫描架预设的扫描轨迹,按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启。
6.一种大功率相控阵天线平面近场测试系统,其特征在于,包括:
第一确定模块,用于采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围,其中,所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元,所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成;
第一建立模块,用于建立天线阵面坐标系、天线阵面扫描坐标系,确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系;其中,所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立,所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立;
第二确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围;
第三确定模块,用于根据所述子系统的天线阵面工作范围,确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道,直至完成整个天线阵面的信号测量;
其中,所述第一确定模块采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的执行单元,包括:
第一测量单元,用于开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号;
第二测量单元,用于开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道,测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号;
判断单元,用于判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值,并当所述数据变化超过所述设定阈值,则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围,直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值;
确定单元,用于确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围。
7.根据权利要求6所述的大功率相控阵天线平面近场测试系统,其特征在于,还包括:
获取模块,用于根据所述天线阵面坐标系,获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息;
第二建立模块,用于建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表;其中,所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道;
第三建立模块,用于根据所述位置信息,以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系,建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表;
第四确定模块,用于对任一扫描位置,根据所述位置关系表确定对应的所述子系统,并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道。
8.一种电子设备,其特征在于,包括至少一个处理器;所述处理器与存储器耦合,所述存储器用于存储一条或多条计算指令,其中,所述一条或多条计算机指令被所述处理器运行时执行以实现权利要求1~5中任一项所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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