[發明專利]一種相控陣天線測試系統和方法

在審

• 申請號: 202310542028.7
• 申請日: 2023-05-15
• 公開（公告）號: CN116527165A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 蔣林;姚勇;趙榮超;葉爭鋒;張勝;宋亞東;李力;陳莉紅;陳曦
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: H04B17/29
• 分類號: H04B17/29;G01R29/10;H04B17/15
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明提供了一種相控陣天線測試系統和方法，系統包括：矢量網絡分析儀、同步控制單元、輔助天線、被測天線和微波暗室；測試系統具有射頻鏈路和同步鏈路；所述矢量網絡分析儀至少用于顯示相控陣天線波束建立過程、相控陣天線頻率切換過程或相控陣天線收斂過程。方法包括：搭建上述相控陣天線測試系統；同步控制單元向被測天線發出控制信號的同時向矢量網絡分析儀發出同步脈沖信號，觸發矢量網絡分析儀開始測試；觀察矢量網絡分析儀輸出波形，根據矢量網絡分析儀顯示的相控陣天線波束建立過程輸出波形讀取測試數據。本發明可快速搭建測試系統，系統架構簡單，使用方便，測試頻段范圍廣，測試結果準確性高。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體而言，涉及一種相控陣天線測試系統和方法。

背景技術

相控陣天線是一種利用電子技術控制天線輻射方向和波束形狀的技術。相控陣天線可以通過改變天線的相位和振幅來改變輻射波束的方向和形狀，從而實現高速、高精度的無線通信。在相控陣天線中，波束建立時間是一個非常重要的性能指標，一般定義為合成波束從指定方向切換到另一個指定方向所需的時間，即控制信號進入天線至波束穩定建立所需要的時間。波束建立時間的快慢直接影響到無線通信系統的工作效率和準確性，在無線高速跳頻收斂通信等無線通信系統中尤為重要。

波束建立時間的一般測試方法常采用信號發生器、示波器等器件實現，受限于示波器采樣速率等因素，通常只能測試工作在較低頻段的天線，一般在1-2GHz以下，對于較高頻段天線往往需要引入檢波器來實現，將高頻信號進行幅度檢波后再送入示波器。具體測試方式為，先使用信號源向被測相控陣天線或輔助天線輸入特定頻率和幅度的信號，使用檢波器測量被測相控陣天線或輔助天線輸出信號的功率或平均值，使用示波器測量檢波器的輸出信號，通過測量輸出的電壓值，以確定天線的增益響應。這種測試方法涉及儀器設備較多，具體實踐操作不方便，效率低下，不能直觀識別頻率等信息。

近年來，隨著計算機視覺和深度學習技術的發展，一些研究者提出了基于相機的波束建立時間測試方法。這種方法使用專用相機拍攝天線輻射的圖像，通過計算圖像中的輻射波束位置和方向來測量波束建立時間。這種方法測試系統復雜，難度高，在天線測量技術領域還未普及應用，實用性不強。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在缺少簡單高效的測試相控陣天線波束建立時間的方法；一方面，常規采用信號發生器和示波器進行測試的方法難以滿足高頻段天線測試要求，引入檢波器雖然可以適應高頻段天線，但是進一步增加了系統的復雜度，具有操作不便和效率低的缺點；另一方面，基于計算機視覺和深度學習的測試方法，系統復雜，實現難度大，不適用于常規測試的技術問題之一。

為此，本發明第一方面提供了一種相控陣天線測試系統。

本發明第二方面提供了一種相控陣天線測試方法。

本發明提供了一種相控陣天線測試系統，包括：矢量網絡分析儀、同步控制單元、輔助天線、被測天線和微波暗室；

所述輔助天線和被測天線設置于微波暗室；

所述矢量網絡分析儀分別與輔助天線和被測天線信號連接；

所述同步控制單元分別與被測天線和矢量網絡分析儀信號連接；

所述測試系統具有射頻鏈路和同步鏈路；

在所述射頻鏈路中，矢量網絡分析儀向輔助天線發出射頻信號，所述被測天線接收輔助天線發射的輻射信號，或，矢量網絡分析儀向被測天線發出射頻信號，所述輔助天線接收被測天線發射的輻射信號，所述輻射信號回傳至矢量網絡分析儀；

在所述同步鏈路中，所述同步控制單元向被測天線發送控制信號的同時向矢量網絡分析儀輸出同步脈沖信號，觸發矢量網絡分析儀采集數據；

所述矢量網絡分析儀至少用于顯示相控陣天線波束建立過程和/或相控陣天線頻率切換過程和/或相控陣天線收斂過程。