CN221174807U - 一种雷达天线罩介电性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种雷达天线罩介电性能测试系统，包括：夹装机构、第一弧形运动机构和双路测试机构；夹装机构用于安装待测雷达天线罩；双路测试机构包括测试用的第一天线模块和角反射模块；待测试天线罩位于第一天线模块和角反射模块之间；角反射模块可通过第一弧形运动机构绕待测雷达天线罩做圆弧运动；第一天线模块与第一信号分析单元连接，用于根据第一天线模块与角反射模块之间收发的电磁信号进行雷达天线罩的介电性能分析。本实用新型通过角反射模块，能够检测雷达待测雷达天线罩的介电性能，明确雷达天线罩所导致的电磁波偏转情况和雷达天线罩双路损耗参数，以此测试结果，作为雷达天线罩外观进行设计调整的依据。

Description

一种雷达天线罩介电性能测试系统

技术领域

本实用新型涉及微波、毫米波材料电磁参数测试技术领域，尤其涉及一种雷达天线罩介电性能测试系统。

背景技术

雷达天线罩用于包围并保护雷达天线和传感器，使其免受雨、阳光、风等外部环境的影响，一般由透波介质材料制作并用于保护内部天线的电磁功能结构件。技术上对雷达天线罩的要求是几乎电磁透明，但是毕竟不同于空气，雷达天线罩对雷达天线的影响是无法避免的，例如电磁波在透过雷达罩时相位发生变化，影响测角。

例如，雷达增加了天线罩后，电磁波能量不可避免地受到损耗或者衰减，这将使雷达的有效辐射功率变小。因此，对于雷达天线罩导致的能量损耗进行测试，以明确当前天线罩是否符合要求是本领域技术人员需要解决的问题。

再例如，雷达增加天线罩后，由于外观形状和材质等因素，电磁波进出雷达天线罩会产生偏转角，该偏角超过允许的范围，则导致雷达探测偏差。因此，对雷达天线罩介电性能测试的另一任务是，准确地对不同方向偏转角分别测定并综合评定，该综合评定结果对天线罩的性能优化设计也有重要的参考意义。

故，针对天线罩介电性能的测试需求，设计一套灵敏度高、精度高、稳定性好以及测试操作灵活性强的雷达天线罩介电性能测试系统，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种灵敏度高、精度高、稳定性好以及测试操作灵活性强的雷达天线罩介电性能测试系统。

本实用新型雷达天线罩介电性能测试系统，包括：夹装机构、第一弧形运动机构和双路测试机构；所述夹装机构用于安装待测雷达天线罩；所述双路测试机构包括测试用的第一天线模块和角反射模块；所述待测试天线罩位于所述第一天线模块和所述角反射模块之间；所述角反射模块可通过所述第一弧形运动机构绕所述待测雷达天线罩做圆弧运动；所述第一天线模块与第一信号分析单元连接，用于根据所述第一天线模块与所述角反射模块之间收发的电磁信号进行所述雷达天线罩的介电性能分析。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统还包括单路测试机构；所述单路测试机构包括测试用第二天线模块和第二弧形运动机构；所述第二天线模块可通过所述第二弧形运动机构绕所述待测雷达天线罩做圆弧运动；所述第二天线模块与第二信号分析单元连接，用于根据所述第一天线模块与所述第二天线模块之间收发的电磁信号进行所述雷达天线罩的介电性能分析。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述第一弧形运动机构包括第一摆臂和转台；所述角反射模块设置于所述第一摆臂的第一端；所述第一摆臂的第二端与所述转台转动连接。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述第二弧形运动机构包括第二摆臂和所述转台；所述第二天线模块设置于所述第二摆臂的第一端；所述第二摆臂的第二端与所述转台转动连接。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述第一天线模块与所述夹装机构所安装的所述待测雷达天线罩之间的距离为10mm-100mm之间。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，还包括校准模块，用于对所述第一天线模块和所述角反射模块进行校准，以及，对所述第一天线模块和所述第二天线模块进行校准。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述第一信号分析单元和所述第二信号分析单元共用同一矢量网络分析仪。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述第一天线模块和所述第二天线模块均为所述矢量网络分析仪的扩频模块。

进一步地，上述雷达天线罩介电性能测试系统中，所述角反射模块包括角反射器和角反射俯仰调节轴；所述夹装机构包括天线罩俯仰调节轴、上下调节轴、左右调节轴、前后调节轴和水平调节轴。

本实用新型雷达天线罩测试系统中，通过角反射模块，能够检测雷达待测雷达天线罩的介电性能，明确雷达天线罩所导致的电磁波偏转情况和雷达天线罩双路损耗参数，以此测试结果，作为雷达天线罩外观进行设计调整的依据。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为单路测试的工作原理图；

图2为双路测试的工作原理图；

图3为本实用新型雷达天线罩介电性能测试系统优选实施例的结构示意图。

其中：

1 夹装机构

2 待测雷达天线罩

3 第一天线模块

4 角反射器模块

41 角反射器

42 角反射俯仰调节轴

5 第二天线模块

6 第一摆臂

7 转台

8 第二摆臂

具体实施方式

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。

雷达天线罩对于电磁波而言是一种不同于空气的介质材料，电磁波在介质中的传播主要涉及该介质的几个本构参数：电导率、磁导率、介电常数、损耗角正切、偏转角、透波率，这些参数表征了材料的电磁特性。

在进行雷达天线罩的设计时，需要尽可能使得雷达天线罩的参数与空气接近。空气中电导率接近0、磁导率接近1、介电常数也为1，雷达天线罩的设计一般须采用非磁性电介质材料，从而使相对磁导率为1，电导率为0，于是有影响的主要为材料的介电常数。电磁波在雷达天线罩的内外表面的反射以及透射主要是雷达天线罩相对于空气的介电常数的不同导致的。此外，对于天线罩而言，另外一个重要的参数是，天线罩材料损耗角正切，该值量化了材料的电磁能耗散。

基于以上分析，在选择雷达天线罩的材料时，在保证坚固程度、低成本的前提下，应该选择介电常数和损耗角正切越小的材料，以减少雷达天线罩对雷达性能的影响。进而，对雷达天线罩介电性能的测试，主要是测量电磁损耗以及电磁偏转角。

本实施例基于单路测试和双路测试。现结合图1和图2，对本实用新型实施例所依据的单路测试和双路测试进行说明。

参照图1，为单路测试的原理图，网络分析仪扩频模块a与网络分析仪扩频模块c之间设置有待测雷达天线罩b。从图1可以看出，单路测试只产生单路损耗，也就说，电磁波只穿透待测雷达天线罩一次所产生的损耗。在下面的实施例中，单路测试主要用于测试待测雷达天线罩单向方向损耗和偏转角，根据测试结果数据来优化雷达的EIRP(有效全向辐射功率)。

参照图2，网络分析仪扩频模块a与角反射器d之间设置有待测雷达天线罩b，因角反射器d反射电磁波，所以，从网络分析仪扩频模块a的喇叭天线发射的电磁波穿透待测雷达天线罩两次，实际毫米波雷达在使用过程中，都是双路损耗。下面的实施例中，双路测试主要用于测试待测雷达天线罩的双路损耗和偏转角，根据测试结果数据来优化雷达的探测能力及雷达的装车校准。

参照图3，图3示出了本实用新型雷达天线罩介电性能测试系统优选实施例的结构示意图。

该实施例雷达天线罩介电性能测试系统，包括：夹装机构1、第一弧形运动机构、第二弧形运动机构、单路测试机构、双路测试机构和校准模块。

在本实施例中，第一弧形运动机构包括第一摆臂6和转台7；角反射模块4设置于第一摆臂6的第一端；第一摆臂6的第二端与转台7转动连接。当然，在其他实施方式中，第一弧形运动机构也可以为基于弧形滑轨的机构，将第一摆臂6替换为弧形滑轨，角反射模块4在滑轨中滑动连接。本实用新型对此不做限定。

夹装机构1用于安装待测雷达天线罩2。夹装机构1包括天线罩俯仰调节轴、上下调节轴、左右调节轴、前后调节轴和水平调节轴，尽管在图1中各个调节轴并未示出，但对于本领域技术人员而言是习知的。在实施时，各个方向的灵活调节是会更好地保证测试准确性和有效性。

双路测试机构包括测试用的第一天线模块3和角反射模块4，角反射模块包括角反射器41和角反射俯仰调节轴42。

待测雷达天线罩2位于第一天线模块3和角反射模块4之间；角反射模块4可通过第一摆臂6绕待测雷达天线罩2做圆弧运动。

第一天线模块3与第一信号分析单元连接，用于根据第一天线模块3与角反射模块4之间收发的电磁信号进行雷达天线罩的介电性能分析。

并且，第一天线模块3与夹装机构1所安装的待测雷达天线罩2之间的距离为10mm-100mm之间。之所以设置这个距离，是因为，在实际使用时，雷达天线罩设置于雷达前方，距离雷达10mm至100mm的距离，因此，为了更加真实地模仿实际工况，采用如图1所示的设置方式。可以看出，待测雷达天线罩并非位于第一天线模块和角反射器的正中间。

在上述前提下，角反射模块4中的反射俯仰调节轴42用于对所述第一天线模块3和角反射模块4进行校准。

具体校准方式为，在双路测试时，首先，通过第一信号分析单元和第一天线模块3测试S11参数，即角反反射信号能量与系统发射信号能量的比值；同时通过加时域窗的方式，过滤掉测试环境中的其他反射影响；然后把角反射模块4所在的第一摆臂6旋转到0度，通过调节角反射俯仰调节轴42上的角反射器41的位置，使第一信号分析单元的S11参数到最大值；再把第一摆臂6在最大角度范围内旋转，使所有的测试参数结果的偏差在±0.25dB以内，即完成校准。

第一信号分析单元可以基于矢量网络分析仪，第一天线模块3可以为矢量网络分析仪的扩频模块。

单路测试机构包括测试用第二天线模块5和第二弧形运动机构。

在本实施例中，第二弧形运动机构包括第二摆臂8和转台7；第二天线模块5设置于第二摆臂8的第一端；第二摆臂8的第二端与转台7转动连接。第二天线模块5可通过第二摆臂8绕待测雷达天线罩2做圆弧运动。

当然，与第一弧形机构类似，在其他实施方式中，第二弧形运动机构也可以为基于弧形滑轨的机构，将第二摆臂8替换为弧形滑轨，角反射模块4在弧形滑轨中滑动连接。

第二天线模块5与第二信号分析单元连接，用于根据第一天线模块3与第二天线模块5之间收发的电磁信号进行雷达天线罩的介电性能分析。

第二信号分析单元可以基于矢量网络分析仪，第一天线模块3与第二天线模块5分别采用矢量网络分析仪的第一扩频模块和第二扩频模块。在单路测试时，先进行波导TRL校准，即，第一天线模块3与第二天线模块5波导校准。然后，再通过校准模块进行空口TRL校准；最终把被测件雷达天线罩平板材料安装好后，进行自由空间法测试雷达天线罩的介电常数和损耗角正切的参数测试。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，包括：

夹装机构、第一弧形运动机构和双路测试机构；

所述夹装机构用于安装待测雷达天线罩；

所述双路测试机构包括测试用的第一天线模块和角反射模块；

所述待测雷达天线罩位于所述第一天线模块和所述角反射模块之间；

所述角反射模块可通过所述第一弧形运动机构绕所述待测雷达天线罩做圆弧运动；

所述第一天线模块与第一信号分析单元连接，用于根据所述第一天线模块与所述角反射模块之间收发的电磁信号进行所述待测雷达天线罩的介电性能分析。

2.根据权利要求1所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，还包括单路测试机构；

所述单路测试机构包括测试用第二天线模块和第二弧形运动机构；

所述第二天线模块可通过所述第二弧形运动机构绕所述待测雷达天线罩做圆弧运动；

所述第二天线模块与第二信号分析单元连接，用于根据所述第一天线模块与所述第二天线模块之间收发的电磁信号进行所述雷达天线罩的介电性能分析。

3.根据权利要求2所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，所述第一弧形运动机构包括第一摆臂和转台；

所述角反射模块设置于所述第一摆臂的第一端；

所述第一摆臂的第二端与所述转台转动连接。

4.根据权利要求3所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，所述第二弧形运动机构包括第二摆臂和所述转台；

所述第二天线模块设置于所述第二摆臂的第一端；

所述第二摆臂的第二端与所述转台转动连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，

所述第一天线模块与所述夹装机构所安装的所述待测雷达天线罩之间的距离为10mm-100mm之间。

6.根据权利要求2所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，还包括：

校准模块，用于对所述第一天线模块和所述角反射模块进行校准，以及，对所述第一天线模块和所述第二天线模块进行校准。

7.根据权利要求2所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，所述第一信号分析单元和所述第二信号分析单元共用同一矢量网络分析仪。

8.根据权利要求7所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，所述第一天线模块和所述第二天线模块均为所述矢量网络分析仪的扩频模块。

9.根据权利要求1所述的雷达天线罩介电性能测试系统，其特征在于，所述角反射模块包括角反射器和角反射俯仰调节轴；

所述夹装机构包括天线罩俯仰调节轴、上下调节轴、左右调节轴、前后调节轴和水平调节轴。