CN208872779U - 一种天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于微波测试技术领域，公开了一种天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，测试箱包括箱体和旋转限位组件，箱体的相对两端的端面上分别开设有用于安装发射源天线的第一槽口以及用于安装待测天线的至少一个第二槽口；旋转限位组件包括旋转限位块和挡圈；挡圈为圆环形结构且其内环的直径大于待测天线的口面最大尺寸，挡圈的环体上相对开设有两个限位槽；旋转限位块上沿径向方向上相对设有两个与所述限位槽相匹配的限位突；本实用新型通过旋转限位组件对待测天线进行快速、可靠固定及限位，缩短了待测天线安装时间；并保证在进行不同温度下重复性测试时待测天线安装位置的唯一性和一致性，从而提高了相位测试结果的准确性。

Description

一种天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统

技术领域

本实用新型属于微波测试技术领域，更具体地，涉及一种天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统。

背景技术

天线的温漂相位稳定性是考核天线应对温度变化的相位特性。待测天线应用于导引头前端，负责接收外部目标的微波信号来计算目标的坐标点。导引头随加电时间的加长，有源器件发热，导引头自身温度逐渐升高，热量辐射到天线上，造成天线相位随温度的升高而发生变化，影响了测试的准确性。因此，温漂相位稳定性是考核待测导引头天线性能的关键指标之一，在不同温度环境下，同一只天线的相位测试的差值越小，其温漂相位越稳定，差值越大则温漂相位越不稳定。天线在组装到导引头上之前需考核温漂相位稳定性，满足一定的温漂相位要求的则为合格产品，不满足则淘汰。

为模拟导引头工作温度状态，需提供特定温度环境，因此测试必须在环境试验箱内完成，或者在环境试验箱内保温到特定的温度后在箱外快速完成测试，这两种测试方法的环境都比较复杂，测试中容易受到周围的金属反射和微波干扰影响，造成相位测试不准确。

现有技术的微波测试暗箱例如包括CN201420548266.5所公开的一种微波测试暗箱， CN201420191657.6公开的一种微波暗箱，以及CN201120061859.5公开的测试用雷达目标模拟器的小型化微波暗箱等，然而，进一步的研究表明，上述微波暗箱往往集中在于如何提高屏蔽吸收性能、宽频带和对测试天线或部件的操控，对温漂相位稳定性测试中特别要求的测试箱的小型化、轻便，待测天线或部件重复性安装时的快速、定位、限位功能等未考虑。

实用新型内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，构建了微波暗箱式净空间，同时设计信号在发射源和待测天线之间的微波传导路径，并通过旋转限位组件对待测天线进行安装及限位固定，其目的在于解决现有技术中相位测试易受金属反射和微波干扰的影响、造成相位测试不准确，以及重复性测试时由于待测天线安装位置的不一致导致的相位测试的准确性低的问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种天线温漂相位稳定性测试箱，包括箱体，所述箱体的相对两端的端面上分别开设有用于安装发射源天线的第一槽口以及用于安装待测天线的至少一个第二槽口，每个所述第二槽口对应安装一个待测天线；

还包括与所述第二槽口相匹配的旋转限位组件，用于安装待测天线并对其进行限位固定；所述旋转限位组件包括旋转限位块，以及安装在第二槽口中的挡圈；所述挡圈为圆环形结构且其内环的直径大于待测天线的口面最大尺寸，挡圈的环体上相对开设有两个限位槽；所述旋转限位块上开设有若干个用于安装待测天线的固定孔，待测天线通过所述固定孔安装在旋转限位块上；旋转限位块上沿径向方向上相对设有两个与所述限位槽相匹配的限位突；

待测天线穿过第二槽口插入箱体中，与待测天线相连的旋转限位块上的两个限位突进入挡圈的限位槽内，转动旋转限位块直至其限位突与挡圈上的限位槽的端部相接触以实现对待测天线的限位固定。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，其箱体为密闭的圆柱形桶体，其内侧铺设有一定厚度的吸波层以构成暗箱测试场；所述暗箱测试场的尺寸满足以下关系：

其中，L表示暗箱测试场的长度；λ表示信号波长；d表示待测天线口面最大尺寸； D表示发射源天线口面最大尺寸；R表示暗箱测试场的直径。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，还包括紧固件，所述紧固件穿过旋转限位块上的固定孔将待测天线固定在旋转限位块上。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，其挡圈的两个限位槽之间开设有若干个小孔，紧固件穿过所述小孔将挡圈固定在第二槽口中。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，其旋转限位块和挡圈的内表面粘贴有吸波层。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，其紧固件为螺钉。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试箱，其吸波层选用自粘型橡胶平板吸波材料。

按照本实用新型的另一个方面，提供了一种基于上述测试箱的天线温漂相位稳定性测试系统，还包括矢量网络分析仪和上位机；所述矢量网络分析仪的第一端与发射源天线相连，第二端与待测天线相连，第三端与上位机相连；

所述矢量网络分析仪用于执行相位测试并采集待测天线在不同温度下的相位数据；所述上位机用于对所述相位数据进行处理，得到待测天线在不同温度下的相位差值，并将所述相位差值与标准差值进行比较，输出测试结果。

优选的，上述天线温漂相位稳定性测试系统，其矢量网络分析仪和上位机通过GPIB 电缆相连。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，通过旋转限位组件对待测天线进行快速、可靠固定及限位，缩短了待测天线安装时间，保证箱外测试期间待测天线温度维持在要求的温度；保证不同温度下重复性测试时，待测天线安装位置的唯一性和一致性，从而提高了相位测试结果的准确性。

(2)本实用新型提供的天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，在测试箱内侧铺设吸波层以构成暗箱测试场，并通过对暗箱测试场的尺寸进行设计，使信号在发射源和待测天线之间的微波传导路径满足远场测试要求，以使待测天线的测试环境尽可能的贴近实际应用环境，提高测试准确性；吸波层能够吸收微波能量，减少电磁反射，保证从发射源天线到待测天线的微波传导路径不受其他金属反射体和微波干扰的影响，提高相位测试的准确性；

(3)本实用新型提供的天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，本实用新型选用薄型自粘吸波层而不是传统暗箱中采用的厚度较大的锥形吸波材料，能够有效减小测试箱尺寸，保证其轻便，方便测试箱在温度环境试验箱周围安置，尽可能减小待测天线从温度环境试验箱转移至测试箱的过程中的温度波动，提高相位测试的准确性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的天线温漂相位稳定性测试箱的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例提供的旋转限位块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的挡圈的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的天线温漂相位稳定性测试系统的结构图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-箱体，2-吸波层，3-发射源天线，4-待测天线，5-旋转限位组件，6-旋转限位块，7-挡圈，8-限位槽，9-小孔，10-固定孔，11-紧固件，12-限位突。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实施例提供的天线温漂相位稳定性测试箱的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大图；如图所示，该测试箱包括箱体1和吸波层2；箱体1的形状不作具体限制，可选用圆柱体或长方体；本实施例中为了适应导引头天线常用的圆形平面螺旋天线，箱体1选用密闭的圆柱形桶体，箱体1相对两端的端面上分别开设有用于安装发射源天线的第一槽口以及用于安装待测天线的若干个第二槽口；发射源天线3通过紧固件安装在第一槽口中，待测天线4通过紧固件安装在第二槽口中，箱体1内侧铺设有一定厚度的吸波层2以构成暗箱测试场，且暗箱测试场的尺寸满足以下关系：

其中，L表示暗箱测试场的长度；

λ表示信号波长；

d表示待测天线口面最大尺寸；若待测天线为圆形天线，则d代表直径；

D表示发射源天线口面最大尺寸；若发射源天线为圆形天线，则D代表直径；

R表示暗箱测试场的直径。

暗箱测试场的尺寸能够保证天线温漂相位稳定性测试满足远场测试条件，以尽可能的贴近天线的实际应用环境，提高测试准确性。

吸波层2的频率需覆盖待测天线的使用频率范围，在测试过程中，吸波层2能够吸收微波能量，减少电磁反射，保证从发射源天线3到待测天线4的微波传导路径不受其他金属反射体和微波干扰的影响，提高相位测试的准确性。吸波层2可选用自粘型橡胶平板吸波材料，如大连东信公司的RAT-10GHz-0.7mm，相比于传统暗箱中采用的厚度较大的锥形吸波材料，本实施例选用薄型自粘吸波层能够有效减小测试箱尺寸，保证其轻便，方便测试箱在温度环境试验箱周围安置，尽可能减小待测天线从温度环境试验箱转移至测试箱的过程中的温度波动，提高相位测试的准确性。

采用箱外测试方式对天线的温漂相位稳定性进行测试的过程中，需要取出在环境试验箱内保温到特定温度的待测天线4并将其快速装入测试箱中，为了确保试验结果的准确性，需要测试多组不同的温度指标且每个温度指标需要重复测试多次，在进行重复性测试时如果待测天线的安装位置或角度不一致将会导致测试结果出现误差，影响测试结果的准确性；为了保证重复性测试时待测天线的安装位置一致，本实施例还提供了旋转限位组件5，包括旋转限位块6及与旋转限位块6配合使用的挡圈7，用于可靠固定待测天线4并对其进行限位；挡圈7通过紧固件(图中未示出)安装在第二槽口中；

图3是本实用新型实施例提供的挡圈的结构示意图，图3a为挡圈的侧视图，图3b为挡圈的主视图；如图3所示，挡圈7为圆环形结构，其内环的直径大于待测天线4的外径，以便于待测天线4穿过挡圈7插入箱体1内部；挡圈7的环体上相对开设有两个限位槽8；两个限位槽8之间具有若干个小孔9，紧固件11穿过所述小孔9将挡圈7固定在第二槽口中；

图4是本实用新型实施例提供的旋转限位块的结构示意图，图4a为旋转限位块的侧视图，图4b为旋转限位块的主视图；如图4所示，旋转限位块6上开设有八个用于安装待测天线的固定孔10；待测天线4通过紧固件11固定在旋转限位块6上(图2)；旋转限位块6上沿径向方向上相对设有两个与挡圈7上的限位槽8相匹配的限位突12。

将待测天线4穿过第二槽口插入箱体1中，待测天线4端部的旋转限位块6上的两个限位突12进入挡圈7的限位槽8内，转动旋转限位块6直至其限位突12与挡圈7上的限位槽8的端部相接触，无法继续旋转则表明待测天线4安装到位，可进行相位测试；测试结束后反向旋转旋转限位块6，使旋转限位块6的限位突12旋出限位槽8，待测天线4及旋转限位块6与箱体1分离，完成一组测试。

旋转限位块6和挡圈7采用金属材料制作而成，例如铝合金；为了进一步提高密封效果，隔离高扰电磁波，旋转限位块6和挡圈7的内表面均粘贴有吸波层2。

根据测试需求可在箱体上开设多个第二槽口，每个第二槽口可对应安装一只待测天线4；多只待测天线4分别通过旋转限位块6和挡圈7固定在第二槽口中以实现同步的相位测试，提高测试效率；旋转限位块6随待测天线4一起放入温度环境试验箱中保温，测试时，从温度环境试验箱中逐一取出待测天线4和对应的旋转限位块6，插入第二槽口中并快速旋转到位；完成测试后旋出，更换其它待测天线4进行测试；通过这种安装方式缩短待测天线4安装时间，保证箱外测试期间待测天线温度维持在要求的温度。

本实施例还提供了一种天线温漂相位稳定性测试系统，如图5所示，包括上述测试箱，还包括双端口的矢量网络分析仪和安装了现有的数据采集软件的便携式计算机；计算机与矢量网络分析仪之间通过GPIB电缆相连；矢量网络分析仪中安装了现有的相位测试软件。

矢量网络分析仪的PORT1端口与发射源天线相连，PORT2端口与待测天线相连，用于执行相位测试并采集待测天线在不同温度下的相位数据；

计算机用于控制矢量网络分析仪执行相位测试并回采相位测试数据，并对相位测试数据进行处理，得到待测天线在不同温度下的相位差值，并将相位差值与标准差值进行比较，输出测试结果。

测试工程具体如下：首先将发射源天线通过紧固件固定在测试箱中的第一槽口中；通过紧固件将待测天线安装在旋转限位块上，随旋转限位块一起放入温度试验箱内，设置试验箱温度，保温；保温结束，取出待测天线及旋转限位块，快速插入测试箱体的第二槽口内，旋入、限位固定；连接待测天线与矢量网络分析仪的PORT2端口，启动矢量网络分析仪和便携式计算机，打开相位测试软件，采集相位测试数据并保存。

测试结束，旋出旋转限位块及待测天线，分离待测天线与矢量网络分析仪的PORT2端口，更换其它待测天线及旋转固定块重复以上步骤进行测试。以上单只天线箱外测试一般要求在2min之内完成。

将待测天线安装在旋转限位块上，随旋转限位块一起放入温度试验箱内，更改试验箱温度，保温结束后取出待测天线及旋转限位块，快速插入测试箱并重复上述步骤进行测试，采集相位测试数据并保存。

打开计算机中的数据采集软件，分析测试数据得出不同温度下天线相位差值，与标准差值进行比较，筛选出温漂相位稳定性合格的天线，淘汰不合格的天线。

本实用新型提供的天线温漂相位稳定性测试箱及测试系统，通过旋转限位组件对待测天线进行快速、可靠固定及限位，缩短了待测天线安装时间，保证箱外测试期间待测天线温度维持在要求的温度；保证不同温度下重复性测试时，待测天线安装位置的唯一性和一致性，从而提高了相位测试结果的准确性。在测试箱内侧铺设吸波层以构成暗箱测试场，并通过对暗箱测试场的尺寸进行设计，使信号在发射源和待测天线之间的微波传导路径满足远场测试要求，以使待测天线的测试环境尽可能的贴近实际应用环境，提高测试准确性；吸波层能够吸收微波能量，减少电磁反射，保证从发射源天线到待测天线的微波传导路径不受其他金属反射体和微波干扰的影响，提高相位测试的准确性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天线温漂相位稳定性测试箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体的相对两端的端面上分别开设有用于安装发射源天线的第一槽口以及用于安装待测天线的至少一个第二槽口，每个所述第二槽口对应安装一个待测天线；

还包括与所述第二槽口相匹配的旋转限位组件，用于安装待测天线并对其进行限位固定；所述旋转限位组件包括旋转限位块，以及安装在第二槽口中的挡圈；所述挡圈为圆环形结构且其内环的直径大于待测天线的口面最大尺寸，挡圈的环体上相对开设有两个限位槽；所述旋转限位块上开设有若干个用于安装待测天线的固定孔，待测天线通过所述固定孔安装在旋转限位块上；旋转限位块上沿径向方向上相对设有两个与所述限位槽相匹配的限位突；

待测天线穿过第二槽口插入箱体中，与待测天线相连的旋转限位块上的两个限位突进入挡圈的限位槽内，转动旋转限位块直至其限位突与挡圈上的限位槽的端部相接触以实现对待测天线的限位固定。

2.如权利要求1所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，所述箱体为密闭的圆柱形桶体，其内侧铺设有一定厚度的吸波层以构成暗箱测试场；所述暗箱测试场的尺寸满足以下关系：

其中，L表示暗箱测试场的长度；λ表示信号波长；d表示待测天线口面最大尺寸；D表示发射源天线口面最大尺寸；R表示暗箱测试场的直径。

3.如权利要求1或2所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，还包括紧固件，所述紧固件穿过旋转限位块上的固定孔将待测天线固定在旋转限位块上。

4.如权利要求3所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，所述挡圈的两个限位槽之间开设有若干个小孔，紧固件穿过所述小孔将挡圈固定在第二槽口中。

5.如权利要求2或4所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，所述旋转限位块和挡圈的内表面粘贴有吸波层。

6.如权利要求4所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，所述紧固件为螺钉。

7.如权利要求5所述的天线温漂相位稳定性测试箱，其特征在于，所述吸波层选用自粘型橡胶平板吸波材料。

8.一种基于权利要求1～7任一项所述的测试箱的天线温漂相位稳定性测试系统，其特征在于，还包括矢量网络分析仪和上位机；所述矢量网络分析仪的第一端与发射源天线相连，第二端与待测天线相连，第三端与上位机相连。

9.如权利要求8所述的天线温漂相位稳定性测试系统，其特征在于，所述矢量网络分析仪和上位机通过GPIB电缆相连。