[發明專利]一種利用太陽輻射測量天線方向圖的方法

有效

• 申請號: 202110635512.5
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113341238B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 雷連發;陳瑞;王振會;朱磊;秦江;盧建平
• 申請（專利權）人: 北方天穹信息技術（西安）有限公司
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10;G06F17/15;G06F30/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 郭秉印

本發明公開了一種利用太陽輻射測量天線方向圖的方法，其利用太陽作為輻射源即可實現天線方向圖測試，解決了在微波暗室測試天線方向圖具有局限性的問題；且只需在晴天條件下利用系統自身觀測太陽輻射強度，無需其他測試儀器儀表和特殊測試環境就可實現天線方向圖測量。因此本發明利用太陽輻射法測量微波天線方向圖的技術避免了測試過程對微波暗室特殊環境的依賴，通過自動跟蹤掃描太陽，就可直接測量出天線方向性函數，能夠在外場環境實現，降低了天線測試成本和周期，提高了測試效率。

【技術領域】

本發明屬于微波天線測試領域，涉及一種測量天線方向圖的方法，具體涉及一種利用太陽輻射測量天線方向圖的方法。

【背景技術】

傳統測試天線方向圖的方法是在微波暗室內利用標準增益天線和輻射源等實現天線方向圖的測試，該測試過程復雜，需要精密的測試儀器，費用高，可重復性差，且需要特殊的測量環境，無法在野外等環境下實現。因此，需要考慮一種測量方法較為簡單，對環境要求不高，易于實現且成本低的天線測試方法。

【發明內容】

針對上述問題，本發明提供一種利用太陽輻射測量天線方向圖的方法，不僅避免了對微波暗室的依賴，而且可在外場環境易于實現，能夠實現自動測量，大幅度降低了產品的測試成本，具有測量方法簡單、適用性廣、成本低等優點。

本發明是通過以下技術方案實現的，提供一種利用太陽輻射測量天線方向圖的方法，該方法利用太陽作為輻射源進行天線方向圖的測量，實現在野外環境即可實時測量天線方向圖而不依賴傳統的微波暗室天線方向圖的測量方法，具體包括以下步驟：

S1實時計算太陽方位角和高度角；

S2控制轉臺，使天線指向太陽，所述轉臺為方位和俯仰轉臺；

S3根據計算獲得天線在太陽中心周圍掃描的亮溫散點圖；

S4移動天線方位，使得太陽不在天線波束內，控制天線俯仰對天空進行掃描，計算各個仰角的大氣衰減；

S5校準大氣衰減，計算沒有大氣衰減時觀測到的太陽輻射到達天線的亮溫；

S6利用高斯輻射模型擬合得到天線方向性函數及天線波束寬度；

S7校準計算天線增益；

S8計算天線有效接收面積和孔徑效率。

特別的，所述S1根據日地軌道關系，計算太陽方位角Az和高度角E_l，具體按照如下公式進行計算：

T₀＝(t_s-12)·15° (1)，

E_l＝arcsin(sinθ_latsinδ+cosδcosT₀) (2)，

于公式(1)中，t_s為太陽時角,于公式(2)和公式(3)中，δ為太陽赤緯，θ_lat為微波天線所在緯度。

特別的，所述S3具體通過以下方法實現：

S31固定轉臺的天線仰角，通過步進方式控制轉臺天線指向太陽中心位置，控制方位轉臺在角度-10°～10°轉動天線掃描太陽，觀測各頻點太陽輻射強度，所述太陽輻射強度為經過大氣衰減到達天線的信號和大氣自身輻射信號；

S32改變轉臺的天線仰角，重復S31，天線的方位和仰角步進范圍在太陽中心-10°～10°范圍內，實現對太陽中心周圍的柵格掃描；

S33按如下公式計算天線觀測的亮溫：