一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種天線測試技術，尤其涉及的是一種高頻相控陣天線的遠場暗室測 試系統及方法。
【背景技術】
[0002] 在相控陣天線設計中，為了確保所涉及的天線指標達到設計要求，需要對其設計 的指標進行測試，其中天線的方向圖是最重要的測試結果。常用的天線測試分為遠場暗室 測試和近場暗室測試。其中遠場暗室測試需要的環境簡單，成本低，易于操作。而近場暗室 測試需要的測試設備成本高，測試環境要求高。
[0003] 在目前的高頻相控陣天線測試普遍選用近場暗室測試系統，普通的遠場暗室測試 受限于距離、空間等因素，無法進行高頻相控陣天線測試的問題主要是有如下幾點原因：高 頻相控陣天線的方向圖主瓣波束窄，遠場暗室不容易找到主板峰值；高頻相控陣天線的遠 場測試距離大，一般的遠場暗室空間有限，無法進行測試。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種高頻相控陣天線的遠場暗室 測試系統及方法，解決了常用的遠場暗室測試很難應用于高頻相控陣天線測試的難題。
[0005] 本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括暗室轉臺，用于放置并旋轉待測 天線，
[0006] 暗室接收端，用于調節接收天線方位，將采集的信號傳輸到數據采集與融合模 塊；
[0007] 波控模塊，用于傳輸波控信號到待測天線，開啟或關閉待測天線的子陣面天線；
[0008] 數據采集與融合模塊，將待測天線分割為多個規則子陣面，通過波控模塊開啟其 中一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組件，調整暗室接收端的方位， 使其指向發射信號的子陣面中心，完成對該子陣面方向圖的測試，依次測試所有子陣面方 向圖，得到整體天線的合成方向圖。
[0009] 一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，包括以下步驟：
[0010] (1)將待測天線陣面虛擬分割為多個規則的子陣面；
[0011] (2)開啟其中對應一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組 件；
[0012] (3)調節暗室接收端使其指向發射信號的子陣面中心，完成對子陣面方向圖的測 試；
[0013] (4)依次遍歷所有的子陣面，完成對所有子陣面方向圖的測試；
[0014] (5)將采集的數據融合后得到整體天線的合成方向圖。
[0015] 所述步驟⑴中，子陣面的分割依據如下：
[0016] R 多 4?2/λ
[0017] 其中：D為子陣面的有效口徑長度，λ為子陣面天線對應頻段的波長，R為測試距 離。
[0018] 所述步驟（3)中，子陣面方向圖的測試數據記錄為：
[0019] f ( Θ ) = Aea
[0020] 其中：A為信號幅值，f( Θ )是單個子陣面的方向圖在Θ角度上的對應幅值，Θ為 方向圖的不同測試角度，信號相位a。
[0021] 所述步驟（5)中，整體天線的合成方向圖為：
[0022] F (〇) =
[0023] 其中：F(0)代表合成方向圖，N表示子陣面數目。
[0024] 本發明相比現有技術具有以下優點：本發明解決一般遠場暗室測試受限于距離、 空間等因素，無法進行高頻相控陣天線測試的問題。該發明可應用于通信、測控等多個領 域。
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明的高頻相控陣天線的遠場暗室測試系統的結構示意圖；
[0026] 圖2是本發明的系統流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0028] 如圖1所示，本實施例包括暗室轉臺，用于放置并旋轉待測天線，
[0029] 暗室接收端，用于調節接收天線方位，將采集的信號傳輸到數據采集與融合模 塊；
[0030] 波控模塊，用于傳輸波控信號到待測天線，開啟或關閉待測天線的子陣面天線；
[0031] 數據采集與融合模塊，將待測天線分割為多個規則子陣面，通過波控模塊開啟其 中一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組件，調整暗室接收端的方位， 使其指向發射信號的子陣面中心，完成對該子陣面方向圖的測試，依次測試所有子陣面方 向圖，得到整體天線的合成方向圖。
[0032] 如圖2所示，一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，包括以下步驟：
[0033] (1)將待測天線陣面虛擬分割為多個規則的子陣面；
[0034] 子陣面的分割依據如下：
[0035] R 彡 4D2/ λ
[0036] 其中：D為子陣面的有效口徑長度，λ為子陣面天線對應頻段的波長，R為測試距 離；
[0037] (2)開啟其中對應一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組 件；
[0038] (3)調節暗室接收端使其指向發射信號的子陣面中心，完成對子陣面方向圖的測 試；
[0039] 子陣面方向圖的測試數據記錄為：
[0040] f ( Θ ) = Aea
[0041] 其中：A為信號幅值，f( Θ )是單個子陣面的方向圖在Θ角度上的對應幅值，Θ為 方向圖的不同測試角度，信號相位a ;
[0042] (4)依次遍歷所有的子陣面，完成對所有子陣面方向圖的測試；
[0043] (5)將采集的數據融合后得到整體天線的合成方向圖；
[0044] 整體天線的合成方向圖為：
[0045] F(P) = D,*
[0046] 其中：F(0)代表合成方向圖，N表示子陣面數目。
[0047] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試系統，其特征在于，包括暗室轉臺，用于放置并 旋轉待測天線， 暗室接收端，用于調節接收天線方位，將采集的信號傳輸到數據采集與融合模塊； 波控模塊，用于傳輸波控信號到待測天線，開啟或關閉待測天線的子陣面天線； 數據采集與融合模塊，將待測天線分割為多個規則子陣面，通過波控模塊開啟其中一 個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組件，調整暗室接收端的方位，使其 指向發射信號的子陣面中心，完成對該子陣面方向圖的測試，依次測試所有子陣面方向圖， 得到整體天線的合成方向圖。
2. -種如權利要求1所述的高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，其特征在于，包括 以下步驟： (1) 將待測天線陣面虛擬分割為多個規則的子陣面； (2) 開啟其中對應一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組件； (3) 調節暗室接收端使其指向發射信號的子陣面中心，完成對子陣面方向圖的測試； (4) 依次遍歷所有的子陣面，完成對所有子陣面方向圖的測試； (5) 將采集的數據融合后得到整體天線的合成方向圖。
3. 根據權利要求2所述的一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，其特征在于，所 述步驟（1)中，子陣面的分割依據如下： R 彡 4D2/ λ 其中：D為子陣面的有效口徑長度，λ為子陣面天線對應頻段的波長，R為測試距離。
4. 根據權利要求2所述的一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，其特征在于，所 述步驟（3)中，子陣面方向圖的測試數據記錄為： f(9) =Aea 其中：A為信號幅值，f(0)是單個子陣面的方向圖在Θ角度上的對應幅值，Θ為方向 圖的不同測試角度，信號相位a。
5. 根據權利要求2所述的一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試方法，其特征在于，所 述步驟（5)中，整體天線的合成方向圖為： η〇)=Σ\Α^' 其中：F(0)代表合成方向圖，N表示子陣面數目。
【專利摘要】本發明公開了一種高頻相控陣天線的遠場暗室測試系統及方法,包括暗室轉臺，用于放置并旋轉待測天線，暗室接收端，用于調節接收天線方位，將采集的信號傳輸到數據采集與融合模塊；波控模塊，用于傳輸波控信號到待測天線，開啟或關閉待測天線的子陣面天線；數據采集與融合模塊，將待測天線分割為多個規則子陣面，通過波控模塊開啟其中一個子陣面天線的發射組件，關閉其他子陣面對應的發射組件，調整暗室接收端的方位，完成對該子陣面方向圖的測試，依次測試所有子陣面方向圖，得到整體天線的合成方向圖。解決一般遠場暗室測試受限于距離、空間等因素，無法進行高頻相控陣天線測試的問題。該發明可應用于通信、測控等多個領域。
【IPC分類】G01R29-10
【公開號】CN104833863
【申請號】CN201510263290
【發明人】彭立軍, 李景峰, 周家喜, 羅偉
【申請人】中國電子科技集團公司第三十八研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月21日