[發明專利]一種無源陣列天線波束掃描特性的測試方法

有效

• 申請號: 202011334764.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112505434B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 明章健;劉浩;黃文濤;燕軍;張再慶;張重陽;魏寅生
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G01R29/08
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 鄭浩

1.一種無源陣列天線波束掃描特性的測試方法，其特征在于，所述的測試方法基于平面近場測試系統，利用多通道開關和矢量網絡分析儀替代數字陣列雷達的有源通道和數字接收機，利用平面近場掃描架、多通道開關、矢量網絡分析儀協同控制一個探頭，配以時序控制和采集，通過一次平面近場掃描獲得各個天線單元近場幅度和相位數據，再通過數字波束合成方法計算掃描波束近場數據，通過近-遠場變換得到無源陣列天線波束掃描特性；

所述的數字波束合成方法為：取天線坐標系，工作頻率為f、方位掃描角為az₀、俯仰掃描角為el₀，計算無源陣列天線各個單元在近場采樣點的合成后的電場，合成平面近場數據后，再通過近-遠場變換計算得到無源陣列天線波束掃描特性；所述的計算無源陣列天線各個單元在近場采樣點的合成后的電場Eqv的公式為：

其中，m＝1、2、3……M，為天線單元在陣中的行編號，n＝1、2、3……N，為天線單元在陣中的列編號，q＝1、2、3……Q，為近場采樣點水平位置編號，v＝1、2、3……V，為近場采樣點垂直位置編號，I_mn相位加權因子，a_mn為幅度加權因子，X_mn為第(m,n)個天線單元的水平位置坐標，Y_mn為第(m,n)個天線單元的垂直位置坐標，e_mn為第(m,n)個天線單元在采樣點(q,v)處獲得的近場數據，c_mn為多通道開關第(m,n)個通道的插損。

2.根據權利要求1所述的一種無源陣列天線波束掃描特性的測試方法，其特征在于，所述的平面近場測試系統包括主控計算機、掃描架、掃描架控制器、時序交互模塊、多通道開關、矢量網絡分析儀、測試探頭、無源陣列天線；所述的主控計算機通過網線分別與時序交互模塊、掃描架控制器、矢量網絡分析儀連接；所述的測試探頭安裝于掃描架上，所述的掃描架控制器與掃描架連接；所述的無源陣列天線包括多個均勻分布的天線單元，每個所述的天線單元與多通道開關采用等幅同相的射頻電纜依次相連；所述的多通道開關、測試探頭采用射頻電纜分別與矢量網絡分析儀連接；所述的時序交互模塊采用控制電纜與矢量網絡分析儀雙向連接，所述的時序交互模塊通過控制電纜分別與掃描架控制器以及多通道開關連接。

3.根據權利要求2所述的一種無源陣列天線波束掃描特性的測試方法，其特征在于，所述的主控計算機通過網口向掃描架控制器發送控制指令實現探頭移動，向矢量網絡分析儀發送參數設置指令并從矢量網絡分析儀實時讀取采集數據，向時序交互模塊發送測試指令；所述的掃描架控制器，用于接收主控計算機發送的位置指令，控制測試探頭按照預設的采樣位置連續移動，同時向時序交互模塊發送位置達位信號；所述的時序交互模塊用于接收主控計算機發送的測試指令，并根據掃描架及控制器發送的達位信號同步產生通道切換信號和采集觸發信號，分別發送給多通道開關和矢量網絡分析儀；所述的矢量網絡分析儀用于接收主控計算機發送的參數設置指令，并根據時序交互模塊發送的采集觸發信號進行數據采集；所述的多通道開關用于接收時序交互模塊發送的通道切換信號逐一打開相應通道；所述的測試探頭，用于接收或發射射頻信號。