一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种天线测试技术，尤其涉及的是一种高频相控阵天线的远场暗室测 试系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在相控阵天线设计中，为了确保所涉及的天线指标达到设计要求，需要对其设计 的指标进行测试，其中天线的方向图是最重要的测试结果。常用的天线测试分为远场暗室 测试和近场暗室测试。其中远场暗室测试需要的环境简单，成本低，易于操作。而近场暗室 测试需要的测试设备成本高，测试环境要求高。
[0003] 在目前的高频相控阵天线测试普遍选用近场暗室测试系统，普通的远场暗室测试 受限于距离、空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题主要是有如下几点原因：高 频相控阵天线的方向图主瓣波束窄，远场暗室不容易找到主板峰值；高频相控阵天线的远 场测试距离大，一般的远场暗室空间有限，无法进行测试。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高频相控阵天线的远场暗室 测试系统及方法，解决了常用的远场暗室测试很难应用于高频相控阵天线测试的难题。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括暗室转台，用于放置并旋转待测 天线，
[0006] 暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模 块；
[0007] 波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；
[0008] 数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其 中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位， 使其指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方 向图，得到整体天线的合成方向图。
[0009] 一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，包括以下步骤：
[0010] (1)将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面；
[0011] (2)开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组 件；
[0012] (3)调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测 试；
[0013] (4)依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试；
[0014] (5)将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图。
[0015] 所述步骤⑴中，子阵面的分割依据如下：
[0016] R 多 4?2/λ
[0017] 其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距 离。
[0018] 所述步骤（3)中，子阵面方向图的测试数据记录为：
[0019] f ( Θ ) = Aea
[0020] 其中：A为信号幅值，f( Θ )是单个子阵面的方向图在Θ角度上的对应幅值，Θ为 方向图的不同测试角度，信号相位a。
[0021] 所述步骤（5)中，整体天线的合成方向图为：
[0022] F (〇) =
[0023] 其中：F(0)代表合成方向图，N表示子阵面数目。
[0024] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明解决一般远场暗室测试受限于距离、 空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题。该发明可应用于通信、测控等多个领 域。
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的高频相控阵天线的远场暗室测试系统的结构示意图；
[0026] 图2是本发明的系统流程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0028] 如图1所示，本实施例包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，
[0029] 暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模 块；
[0030] 波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；
[0031] 数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其 中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位， 使其指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方 向图，得到整体天线的合成方向图。
[0032] 如图2所示，一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，包括以下步骤：
[0033] (1)将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面；
[0034] 子阵面的分割依据如下：
[0035] R 彡 4D2/ λ
[0036] 其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距 离；
[0037] (2)开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组 件；
[0038] (3)调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测 试；
[0039] 子阵面方向图的测试数据记录为：
[0040] f ( Θ ) = Aea
[0041] 其中：A为信号幅值，f( Θ )是单个子阵面的方向图在Θ角度上的对应幅值，Θ为 方向图的不同测试角度，信号相位a ;
[0042] (4)依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试；
[0043] (5)将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图；
[0044] 整体天线的合成方向图为：
[0045] F(P) = D,*
[0046] 其中：F(0)代表合成方向图，N表示子阵面数目。
[0047] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统，其特征在于，包括暗室转台，用于放置并 旋转待测天线， 暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块； 波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线； 数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一 个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，使其 指向发射信号的子阵面中心，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图， 得到整体天线的合成方向图。
2. -种如权利要求1所述的高频相控阵天线的远场暗室测试方法，其特征在于，包括 以下步骤： (1) 将待测天线阵面虚拟分割为多个规则的子阵面； (2) 开启其中对应一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件； (3) 调节暗室接收端使其指向发射信号的子阵面中心，完成对子阵面方向图的测试； (4) 依次遍历所有的子阵面，完成对所有子阵面方向图的测试； (5) 将采集的数据融合后得到整体天线的合成方向图。
3. 根据权利要求2所述的一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，其特征在于，所 述步骤（1)中，子阵面的分割依据如下： R 彡 4D2/ λ 其中：D为子阵面的有效口径长度，λ为子阵面天线对应频段的波长，R为测试距离。
4. 根据权利要求2所述的一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，其特征在于，所 述步骤（3)中，子阵面方向图的测试数据记录为： f(9) =Aea 其中：A为信号幅值，f(0)是单个子阵面的方向图在Θ角度上的对应幅值，Θ为方向 图的不同测试角度，信号相位a。
5. 根据权利要求2所述的一种高频相控阵天线的远场暗室测试方法，其特征在于，所 述步骤（5)中，整体天线的合成方向图为： η〇)=Σ\Α^' 其中：F(0)代表合成方向图，N表示子阵面数目。
【专利摘要】本发明公开了一种高频相控阵天线的远场暗室测试系统及方法,包括暗室转台，用于放置并旋转待测天线，暗室接收端，用于调节接收天线方位，将采集的信号传输到数据采集与融合模块；波控模块，用于传输波控信号到待测天线，开启或关闭待测天线的子阵面天线；数据采集与融合模块，将待测天线分割为多个规则子阵面，通过波控模块开启其中一个子阵面天线的发射组件，关闭其他子阵面对应的发射组件，调整暗室接收端的方位，完成对该子阵面方向图的测试，依次测试所有子阵面方向图，得到整体天线的合成方向图。解决一般远场暗室测试受限于距离、空间等因素，无法进行高频相控阵天线测试的问题。该发明可应用于通信、测控等多个领域。
【IPC分类】G01R29-10
【公开号】CN104833863
【申请号】CN201510263290
【发明人】彭立军, 李景峰, 周家喜, 罗伟
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月21日