一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法制造方法及图纸

技术编号:15327435 阅读:149 留言:0更新日期:2017-05-16 11:31
本发明专利技术公开了一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法,有线测试装置包括依次连接的低噪声放大器、第一功率分配/合成器、第一匹配网络单元、移相器、第二匹配网络单元、第二功率分配/合成器和天线阵元,所述有线测试装置还包括与移相器连接的相位控制器和电源模块,所述电源模块连接所述低噪声放大器、移相器,用于给整个有线测试装置提供电源。本发明专利技术通过有线的方式模拟天线阵列(包含多个天线阵元)接收到的无线信号,省去发射天线、功率放大器等昂贵无线测试设备,降低了测试时间成本,且测试过程简单而不复杂,测试结果误差低。

Anti interference antenna wired test device and implementation method thereof

The invention discloses an anti interference antenna cable test method and device, cable testing device includes a low noise amplifier, are connected to the first power divider / combiner, the first matching network unit, phase shifter, second matching network unit and second power divider / combiner and antenna array element, the cable test apparatus further includes a phase the controller and the power supply module is connected with the phase shifter, the power supply module is connected with the low noise amplifier, phase shifter, power supply for supplying the whole cable test apparatus. The present invention through the antenna array simulation wired (including multiple antenna array) received wireless signal transmitting antenna, power amplifier, eliminating expensive wireless test equipment, reduce test time and test cost, simple process and low complexity, errors in test results.

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法
本专利技术涉及抗干扰天线的性能测试
,尤其涉及一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法。
技术介绍
现今在无线环境下,抗干扰天线对电磁干扰的性能测试,呈现出复杂性和不确定性,另外,抗干扰性能的评估需要庞大的场地、专用的发射天线和校准设备,并且具有前期准备工作极其耗时、测试场景构建困难、不具备可重复性等缺点,如果测试不同的阵列天线,需要制造多个实物天线。目前传统的抗干扰性能无线测试,主要采用两种方案:一是搭建昂贵的微波暗室进行逼真映射;二是建设外场测试环境,利用多次测量来消除外场无线环境不稳定因素的影响。然而,若使用简单的移相器和功分器,配合天线阵列流形控制算法,就可以把外场的无线测试场景模拟成有线测试环境,能明显提升测试效率,降低测试复杂度,隔离因天线阵列加工制造误差的影响,可以快速的评估抗干扰性能指标,且模拟参数可以重配置,能模拟任意形状的天线阵,加快研制开发的进度。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足,本专利技术提供一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法,降低了测试时间成本,且测试过程简单而不复杂,测试结果误差低。为解决上述技术问题,本专利技术提供如下技术方案:一种抗干扰天线有线测试装置,包括依次连接的低噪声放大器、第一功率分配/合成器、第一匹配网络单元、移相器、第二匹配网络单元、第二功率分配/合成器和天线阵元,所述有线测试装置还包括与移相器连接的相位控制器,其中所述低噪声放大器用于对输入的多路干扰信号或模拟卫星信号进行信号放大;所述第一功率分配/合成器用于分配输入的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述第一、第二匹配网络单元用于配置阻抗匹配衰减值;所述移相器用于设置多路干扰信号或模拟卫星信号的增益参数值;所述天线针元用于测试接收到的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述相位控制器用于控制所述移相器合成相位参数。进一步地,所述低噪声放大器的数量为N,则第一功率分配/合成器、第二功率分配/合成器和天线阵元均为N,所述、第一匹配网络单元、第二匹配网络单元和移相器的数量均为N×N,一个第一功率分配/合成器连接有N个第一匹配网络单元,N个第二匹配网络单元连接一个第二功率分配/合成器。进一步地,所述有线测试装置还包括电源模块,所述电源模块连接所述低噪声放大器、移相器,用于给整个有线测试装置提供电源。本专利技术另一目的是提供一种抗干扰天线有线测试装置的实现方法,包括以下步骤:S1、输入多路干扰信号或卫星信号,在低噪声放大器中进行信号放大;S2、使用第一功率分配/合成器将放大后的信号进行分成,得到功率相等的N路信号;S3、把分成后的N路信号输入移相器进行处理,得到模拟多路干扰信号或模拟卫星信号;S4、移相器将模拟多路干扰信号或模拟卫星信号输入第二功率分配/合成器进行处理,并从天线阵元上输出信号,完成信号的模拟。进一步地,所述步骤S1中进行信号放大,低噪声放大器的增益ALNA为:ALNA+Aps-ML-MR=20log(N)其中,Aps是移相器的增益,ML第一匹配网络单元的阻抗匹配衰减值,MR是第二匹配网络单元的阻抗匹配衰减值,N是天线阵元数;而整个有线测试装置的噪声系数F由以下公式确定:其中,FLNA是低噪声放大器的噪声系数,Fps是移相器的噪声系数,在满足公式ALNA+Aps-ML-MR=20log(N)的前提下,尽可能提高FLNA,降低Fps;由于ML和MR都是已知值,则结合信号频率和带宽,确定低噪声放大器和移相器的增益、噪声系数这两个参数。进一步地,所述步骤S3中,具体为:相位控制器单独控制N×N个移相器,调节N个第一功率分配/合成器的N路信号的相位;移相器和第一功率分配/合成器之间插入N×N个第一匹配网络单元,完成第一功率分配/合成器输出和移相器输入之间的阻抗匹配,从而得到N×N个模拟多路干扰信号或模拟卫星信号。进一步地,所述相位控制器单独控制N×N个移相器,调节N个第一功率分配/合成器的N路信号的相位,相位的调节具体计算为:多路干扰信号或卫星信号的相位的调节是基于xyz坐标系,任意形状的i个天线阵元在此坐标系的空间位置可以表示为以下公式:(xi,yi,zi)=(ricosθicosβi,ricosθisinβi,risinθi)式中,ri是第i个阵元中心位置到坐标原点矢量长度,θi是其俯仰角,βi是其方位角,而第n个多路干扰信号或卫星信号的空间位置表示为:(xn,yn,zn)=(Tncosφncosαn,Tncosφnsinαn,Tnsinφn)式中,Tn是第n个多路干扰信号或卫星信号到坐标原点矢量长度,φn是其俯仰角,αn是其方位角;在不考虑噪声情况下,N个天线阵元接收到最多N个多路干扰信号或卫星信号,N个天线阵元的输出表示为:其中,Si(t)是输入的多路干扰信号或卫星信号,是第i个天线阵元对第n个多路干扰信号或卫星信号的方向矢量;λ是多路干扰信号或卫星信号波长,为已知值;而是第n个干扰信号或卫星信号的位置与第i个阵元的位置,达到坐标原点的差,由干扰信号或卫星信号,和各个阵元的的俯仰角和方位角唯一确定,将上述参数输入到相位控制器,即可计算得到调节的相位值。进一步地,所述步骤S4中,移相器将模拟多路干扰信号或模拟卫星信号输入第二功率分配/合成器进行处理,具体为:N×N个移相器的输出N×N路干扰信号或模拟卫星信号,通过N×N个第二匹配网络单元输入至N×N路第二功率分配/合成器中,N×N个第二匹配网络单元网络完成第二功率分配/合成器输出和移相器输入之间阻抗匹配。采用上述技术方案后,本专利技术至少具有如下有益效果:1、本专利技术提供了一种利用实现无需天线阵实物就能评估抗干扰天线性能有线测试的方法;2、本专利技术实现N个干扰信号或卫星信号的模拟,干扰信号和卫星信号个数总和最多为N个;3、本专利技术实现任意N个阵元的天线阵接收或发射信号的信息仿真,可以模拟出信号的俯仰角和方位角等多种信息,方便在室内实验室环境下评估抗干扰和多天线接收性能;4、本专利技术简单易行,可以在无线测试设备资源不足的情况下,以很小的硬件成本提供天线阵列的模拟和替换,本专利技术采用软硬件协调设计技术,方便使用,对于很多天线阵列测试和抗干扰性能功能评估场合具有重要应用价值。附图说明图1为本专利技术一种抗干扰天线有线测试装置的结构图;图2为本专利技术一种抗干扰天线有线测试装置的相位模拟和调节规则示意图。具体实施方式需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。实施例本专利技术的内容是功率分配/合成器、移相器和相位控制器来模拟干扰信号和卫星信号在天线阵元的合成输出,形成虚拟天线效果。相位控制器根据干扰信号、卫星信号和虚拟天线的相对位置,计算得到方位角、俯仰角等信息,控制移相器精确还原干扰信号和卫星信号的方向,然后用合路器/功分器对干扰信号和卫星信号合成,形成虚拟天线阵列信号输出,在实际测试中代替实物天线阵列。如图1所示,本专利技术提供一种抗干扰天线有线测试装置,包括电源模块、低噪声放大器(LNA)、第一功率分配/合成器、第一匹配网络单元、移相器、相位控制器、第二匹配网络单元、第二功率分配/合成器和天线阵元。N路功率分配器/合成器在用作分配器是,则是1个输入N个输出,而本文档来自技高网...
一种抗干扰天线有线测试装置及其实现方法

【技术保护点】
一种抗干扰天线有线测试装置,其特征在于,包括依次连接的低噪声放大器、第一功率分配/合成器、第一匹配网络单元、移相器、第二匹配网络单元、第二功率分配/合成器和天线阵元,所述有线测试装置还包括与移相器连接的相位控制器,其中所述低噪声放大器用于对输入的多路干扰信号或模拟卫星信号进行信号放大;所述第一功率分配/合成器用于分配输入的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述第一、第二匹配网络单元用于配置阻抗匹配衰减值;所述移相器用于设置多路干扰信号或模拟卫星信号的增益参数值;所述天线针元用于测试接收到的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述相位控制器用于控制所述移相器合成相位参数。

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰天线有线测试装置,其特征在于,包括依次连接的低噪声放大器、第一功率分配/合成器、第一匹配网络单元、移相器、第二匹配网络单元、第二功率分配/合成器和天线阵元,所述有线测试装置还包括与移相器连接的相位控制器,其中所述低噪声放大器用于对输入的多路干扰信号或模拟卫星信号进行信号放大;所述第一功率分配/合成器用于分配输入的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述第一、第二匹配网络单元用于配置阻抗匹配衰减值;所述移相器用于设置多路干扰信号或模拟卫星信号的增益参数值;所述天线针元用于测试接收到的多路干扰信号或模拟卫星信号;所述相位控制器用于控制所述移相器合成相位参数。2.根据权利要求1所述的一种抗干扰天线有线测试装置,其特征在于,所述低噪声放大器的数量为N,则第一功率分配/合成器、第二功率分配/合成器和天线阵元均为N,所述、第一匹配网络单元、第二匹配网络单元和移相器的数量均为N×N,一个第一功率分配/合成器连接有N个第一匹配网络单元,N个第二匹配网络单元连接一个第二功率分配/合成器。3.根据权利要求1所述的一种抗干扰天线有线测试装置,其特征在于,所述有线测试装置还包括电源模块,所述电源模块连接所述低噪声放大器、移相器,用于给整个有线测试装置提供电源。4.一种抗干扰天线有线测试装置的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、输入多路干扰信号或卫星信号,在低噪声放大器中进行信号放大;S2、使用第一功率分配/合成器将放大后的信号进行分成,得到功率相等的N路信号;S3、把分成后的N路信号输入移相器进行处理,得到模拟多路干扰信号或模拟卫星信号;S4、移相器将模拟多路干扰信号或模拟卫星信号输入第二功率分配/合成器进行处理,并从天线阵元上输出信号,完成信号的模拟。5.根据权利要求4所述的一种抗干扰天线有线测试装置的实现方法,其特征在于,所述步骤S1中进行信号放大,低噪声放大器的增益ALNA为:ALNA+Aps-ML-MR=20log(N)其中,Aps是移相器的增益,ML第一匹配网络单元的阻抗匹配衰减值,MR是第二匹配网络单元的阻抗匹配衰减值,N是天线阵元数;而整个有线测试装置的噪声系数F由以下公式确定:其中,FLNA是低噪声放大器的噪声系数,Fps是移相器的噪声系数,在满足公式ALNA+Aps-ML-MR=20log(N)...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘未庄龚乐张品春王甲池
申请(专利权)人:广州海格通信集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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