[發明專利]一種相控陣列天線等效隔離度測試方法

有效

• 申請號: 201310092672.5
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103217589A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 周繼春;楊智輝;劉焱;張秦洲;石彩云;蘇陸鋒;李漢西;高小紅;張青;許曉嵐
• 申請（專利權）人: 陜西飛機工業(集團)有限公司
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明涉及一種飛機天線測試領域，具體地說，是關于相控陣列天線與單元天線、陣列天線與陣列天線之間的等效隔離度測試方法。

背景技術

天線隔離度測試主要用于飛機天線布局設計，對于特種飛機的研制至關重要。國內在相控陣列天線隔離度測試方法上，還是以陣列天線的每個單元陣子為測試對象，分別與其它相關聯的單元天線一一對應測試，開展了基于研究單元天線對象特點的隔離度測試方法研究，取得了一定的成果。目前飛機的天線隔離度測試方法是建立在單元天線機載收發設備間能量傳輸關系的基礎上。不足之處是這種測試方法都是基于單元天線之間的隔離度測試方法，對于相控陣列天線來說，陣列天線的波束輻射特性主要通過相位合成實現，陣列單元天線已無法表征陣列天線的輻射特性，而且陣列天線由幾十個甚至上百個單元陣子天線組成，每個陣子距離和方向性不一致，通過單元陣子天線測試得到的數據不能準確反映相控陣列天線與單元天線之間、陣列天線與陣列天線之間的真實隔離度結果，結果偏差太大，不符合設計的實際情況，而且對陣子單元分別測試的周期長，工程應用性差。為此，需要研究一種陣列天線等效成單元天線的方法，保證工程測試結果的準確性。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種相控陣列天線等效隔離度工程測試方法，克服了現有技術中的不足。

技術方案：

一種相控陣列天線等效隔離度測試方法，利用到一個由測控計算機為核心的測試系統，采集相控陣列天線的信息和等效鏈路5另一端的耦合能量，測試系統由測控計算機12和矢量網絡分析儀11組成，通過矢量網絡分析儀11采集相控陣列天線的角度14、頻率15與幅值13等數據信息，輸送到測控計算機12進行數據處理并自動繪制輸出角度14、頻率15與幅值13的三維曲線；

包括以下步驟：

步驟一、選定相控陣列天線中的任意單元陣子作為測試參考點；

步驟二、計算陣列天線的增益修正系數：

相控陣列單元間隔為半個波長的相控陣列天線的增益修正系數可由下式求出：

G（dB）＝10lg（N）

其中，G為相控陣列天線的增益修正系數；N為相控陣列的單元數；

步驟三、計算陣列天線角度對波束寬度的修正系數：

C（dB）＝10lg（cosθ）

其中，C（dB）是陣列天線角度對波束寬度的修正系數，θ為視軸偏離角。

步驟四、對陣列天線隔離度進行計算：

L_antenna（dB）＝L_measurement（dB）－G（dB）－C（dB）

其中L_antenna（dB）為陣列天線隔離度，L_measurement（dB）為未經修正前矢量網絡分析儀（11）實際測量值，G（dB）為步驟二所得的陣列天線的增益修正系數，C（dB）為步驟三所得的陣列天線角度對波束寬度的修正系數。

有益效果：與現有技術相比，本發明解決了單元天線測試方法應用到相控陣列天線測試產生的偏差和不足，提高了相控陣列天線隔離度測試的精度和測試效率。本發明提高了測試結果精度，相比單元天線，由于相控陣列天線的單元距離、角度、極化方式等因素影響，導致測試數據偏差較大，以理論計算和仿真計算綜合測試數據對比分析，測試精度提高80﹪左右。本發明還提升了測試工作的效率，傳統的相控陣列天線測試，需要對每個陣子單元與相關的單元天線或者其它陣列天線的單元陣子一一對應測試，然后對每個陣子單元的隔離度結果進行分析。以兩個相控陣列天線之間的隔離度測試為例，每個相控陣列天線包含40個陣子單元，按照一臺設備同時4個通道進行測試，需要測試1600組（40×40）數據，每組數據測試采集需要5分鐘，完成兩個陣列天線測試工作需要30小時。而將相控陣列天線看成一個單元天線測試，只需要一臺設備1個通道工作，僅需5分鐘，工作效率提高很多。特別是陣列天線單元比較多時，更能節約時間，提高工作效率。

該等效測試方法也可以用于其他工作原理的陣列天線隔離度工程測試。

附圖說明

圖1是相控陣列天線等效測試系統構成示意圖。

圖2是由角度、頻率和幅度組成的三維坐標系。

圖3是相控陣列天線角度對波束寬度的影響。