【技术实现步骤摘要】
全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统
本专利技术涉及一种全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统结构。
技术介绍
近年来,相控阵天线作为民用和军用天线技术的一个重要发展方向备受关注。在相控阵天线中,有源多波束天线信号收发系统是指能够产生2个或2个以上的独立可控的波束,且每个波束能对准目标,独立完成对每个目标的信号发射或接收。相控阵天线波束由计算机控制,在空间几乎是无惯性扫描,具有很大的灵活性,其天线最大辐射方向随着灵活的波束扫描而发生变化;除此之外,天线的阵元排列方式、阵元间距和加权函数等因素均对相控阵天线方向图有很大影响。由于有源多波束天线系统波束作用空域很宽,要求单元天线的方向图近似全向方向图。在几百阵元拼阵条件下,阵列法线方向产生波束的半功率波束宽度亦有4~6度左右。相控阵天线的方向图由阵的结构决定,如果己知阵元结构,理论上天线方向图可以精确计算的。由于相控阵天线阵面通常由几千个阵元组成,因此计算量很大。同时,相控阵天线扫描角每变化一次就要重新解算一次增益,计算非常繁杂。通常相控阵天线的阵元结构并不一定完全已知,且工程实现也会使得方向图与理论计算值有差异,而且在实际的相控阵天线系统中,由于存在着随机的幅度与相位误差,天线阵上各单元的激励电流的幅度和相位不可能完全保持一致。引起这些随机幅相误差的原因很多,如天线单元方向图的不一致,天线单元的安装误差,天线单元的损坏,天线单元间的互耦和射频通道间的幅相误差,天线旋转半径引起的距离变化带来的空间衰减误差等。但是不管是哪种原因引起的误差,归根结底都可以幅相误差来表示。在进行波束成形时,由于这些随机 ...
【技术保护点】
一种全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统,包括:待测球面相控阵天线后端连接的有源数字多波束形成设备、根据天线的位置搭建具有远场条件的标校塔,标校塔上放置收发测试信号的辅助天线、信号收发设备和自动化测试设备,其特征在于:在接收方向图测试链路中,信号收发设备发送测试频点信号到标校塔的辅助天线,球面相控阵天线接收辅助天线发送的信号,并经过受自动化测试设备控制的有源数字多波束形成设备,形成单个或者多个接收波束,信号收发设备接收有源数字多波束形成设备的信号并记录信号电平,实时上报到自动化测试设备自动化测试软件;在发射方向图测试链路中,信号收发设备发送测试频点信号到受自动化测试设备控制的有源数字多波束形成设备形成发射波束,球面相控阵天线接收有源数字多波束形成设备计算的发射信号并发送到指定波束方向,辅助天线接收球面相控阵天线发出的信号,信号收发设备接收辅助天线收到的信号并记录信号电平,上报到自动化测试设备自动化测试软件;自动化测试设备自动化测试软件控制有源数字多波束形成设备形成某一方向的收发波束并采集收发波束的信号电平,改变波束指向的方位俯仰角,对整个空域进行二维电扫描得到天线各个方向对应的 ...
【技术特征摘要】
1.一种全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统,包括:待测球面相控阵天线后端连接的有源数字多波束形成设备、根据天线的位置搭建具有远场条件的标校塔,标校塔上放置收发测试信号的辅助天线、信号收发设备和自动化测试设备,其特征在于:在接收方向图测试链路中,信号收发设备发送测试频点信号到标校塔的辅助天线,球面相控阵天线接收辅助天线发送的信号,并经过受自动化测试设备控制的有源数字多波束形成设备,形成单个或者多个接收波束,信号收发设备接收有源数字多波束形成设备的信号并记录信号电平,实时上报到自动化测试设备;自动化测试设备根据接收和差方向图数据,以波束方位角、俯仰角和信号电平建立三维坐标系将对应数据点描出,得到每一个接收波束的三维和差方向图,并计算获得对应天线的接收增益、波束主瓣宽度、波束副瓣电平和差波束零陷指标;在发射方向图测试链路中,信号收发设备发送测试频点信号到受自动化测试设备控制的有源数字多波束形成设备形成发射波束,球面相控阵天线接收有源数字多波束形成设备计算的发射信号并发送到指定波束方向,辅助天线接收球面相控阵天线发出的信号,信号收发设备接收辅助天线收到的信号并记录信号电平,上报到自动化测试设备的自动化测试软件;自动化测试软件控制有源数字多波束形成设备形成某一方向的收发波束并采集收发波束的信号电平,改变波束指向的方位俯仰角,对整个空域进行二维电扫描得到天线各个方向对应的收发信号电平,分别将收发波束指向的方位、俯仰角和对应指向的信号电平画出三维图像,得到天线的收发立体方向图。2.如权利要求1所述的全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统,其特征在于:自动化测试设备对有源数字多波束形成设备每一个波束进行单独控制,产生某个波束指向方位俯仰角度为(φ,θ)方向上和差两种类型的波束,φ为波束指向方位角,θ为波束指向俯仰角。3.如权利要求1所述的全空域有源多波束球面相控阵天线方向图测量系统,其特征在于:自动化测试设备设置波束形成个数N、和或者差波束形成方式、波束扫描方位俯仰角度范围(φ0,θ0)到(φ1,θ1)、扫描步进方位角Δφ和俯仰角Δθ,N为自然数,φ0和θ0为波束扫描起始点的方位角和俯仰角,φ1和...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯林高,俄广西,赵卫东,王文政,李兆虎,刘云阁,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十研究所,
类型:发明
国别省市:四川;51
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