[發明專利]一種天線罩插入相位延遲測量方法

有效

• 申請號: 202010037854.2
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111220831B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 劉寧;盛賢君;潘征;張春波
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28;G01R31/00;G01N22/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜威威;李洪福

本發明公開了一種天線罩插入相位延遲測量方法，屬于微波測量領域，該方法包括調整兩個點聚焦透鏡天線在天線罩上的焦斑位置相重合且兩者成固定夾角；對矢量網絡分析儀、點聚焦透鏡天線A、點聚焦透鏡天線B和穩相電纜進行預處理；設定測量條件下，矢量網絡分析儀測量外表面加載金屬反射層的天線罩的焦斑位置的S₂₁參數相位天線罩位置、設定測量條件不變，矢量網絡分析儀測量內表面加載金屬反射層的天線罩的焦斑位置的S₂₁參數相位通過插入相位延遲計算公式獲得插入相位延遲的大小；本方法有效解決了現有透射法存在測量盲區以及現有反射法存在無法寬頻測量、特定頻率測量失效等問題，提供了一種無盲區、寬頻帶、高精度天線罩IPD測量方法，為天線罩IPD逐點精密測量提供了可行的工程化解決方案。

技術領域

本發明涉及屬于微波測量領域，尤其涉及一種天線罩插入相位延遲測量方法。

背景技術

雷達天線罩是集電氣性能、結構強度、剛度、氣動外形和特殊功能要求于一體的功能結構件，其主要作用是保護天線系統免受外部環境的影響，確保內部的天線系統具備良好的電磁工作環境。

天線罩IPD是其電性能主要參數之一，主要指電磁波透過天線罩產生的相位變化。由罩壁引起電磁波相位變化會導致天線增益損失、波束寬度變化、波束偏移及副瓣電平抬高，惡化機載/彈載雷達系統的制導精度。采用現有成型工藝制造的天線罩，由于材料不均勻性和成型工藝水平的限制，雖然半精加工后能夠滿足其幾何形狀和外形尺寸要求，但IPD(Insert Phase Delay,IPD)誤差仍不能滿足其公差要求，且極大地超過允差范圍，從而影響了天線罩的電性能。因此，必須對天線罩的IPD進行測量，以保證天線罩電性能達標。

從測量原理出發，天線罩IPD測量方法可分為透射法和反射法兩種。其中，透射法是通過檢測透射電磁波相位變化來實現IPD精確測量。測試過程中，需保證電磁波以布儒斯特角入射到天線罩表面并在天線罩內部接收電磁波，實現IPD精確測量。然而受限于天線罩廓形及測量天線的尺寸，透射法往往存在較大測量盲區。不同于透射法，反射法是通過檢測反射電磁波相位變化實現IPD精確測量。為此，反射電磁波檢測裝置可放置于天線罩外部，有效避免因天線罩內部空間狹小引起的測量盲區問題。西北工業大學的韋高、許家棟等提出了基于六端口反射計的反射式測量方法，韋高,許家棟提出的一種測量天線罩微波電厚度的簡便方法，該方法中采用單探頭測量方式，經由罩壁一側短路模式，借助六端口反射計，獲得復反射系數的相位變化，實現天線罩IPD測量。受制于六端口反射計的測試帶寬及測試精度，該方法難以滿足天線罩IPD多頻帶、高精度測量需求。上海無線電設備研究所的曾照勇、趙峰等提出了單喇叭IPD測量方法，“曾照勇,趙峰的導彈天線罩IPD測量儀研究，該方法采用單喇叭天線作為發射和接收裝置，信號垂直入射到罩壁中，經由罩壁內側反射面后獲得相位延遲，實現對天線罩IPD的測量。由于天線罩罩壁四分之一波長阻抗變換效應，特定頻率信號無法進入罩壁內，導致測量失效，且喇叭天線主瓣寬，方向性差，該方法難以滿足天線罩IPD寬頻帶、高精度測量需求。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種天線罩插入相位延遲測量方法，該方法包括以下步驟：

S1:調整點聚焦透鏡天線A與點聚焦透鏡天線B的位置，使聚焦透鏡天線A與點聚焦透鏡天線B焦斑重合在天線罩上,且聚焦透鏡天線A與點聚焦透鏡天線B成固定夾角；

S2:對矢量網絡分析儀、點聚焦透鏡天線A、點聚焦透鏡天線B和穩相電纜進行預處理；

S3:設定測量條件下，矢量網絡分析儀對外表面加載有金屬反射層的天線罩焦斑位置的S₂₁參數相位進行測量；

S4:天線罩位置、設定測量條件不變，矢量網絡分析儀對內表面加載有金屬反射層的天線罩焦斑位置的S₂₁參數相位進行測量；

S5：通過插入相位延遲計算公式獲得插入相位延遲的大小。