一种短波天线增益测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种短波天线增益测试方法及系统，属于天线增益测试技术领域，包括以下步骤：S1：布置信号源及频谱仪；S2：布置待测天线与信标天线；S3：获取待测天线的信号幅值；S4：获取标准天线的信号幅值；S5：计算待测天线增益。在测试过程中，所述待测天线、所述标准天线均与所述信标天线处于同一竖直直线上，在所述步骤S2中，所述待测天线与所述信号源之间的连接、所述信标天线和所述频谱仪之间的连接均通过射频电缆完成。本发明专利技术采用热气球作为挂载平台，对短波天线增益测试影响极小，可以保证测试结果的准确性；并且在热气球的挂载下，待测天线和信标天线位于同一竖直直线上，地面对二者影响相同，可以确保短波天线增益测试的有效性。

【技术实现步骤摘要】
一种短波天线增益测试方法及系统
本专利技术涉及天线增益测试
，具体涉及一种短波天线增益测试方法及系统。
技术介绍
短波通信是频率范围为3～30MHz(波长10～100m)的一种无线电通信技术。短波通信不用昂贵的地面和卫星设施，就可实现全球覆盖，具有灵活机动性强、高抗毁性等特点，被广泛应用于军事、海事、航空系统及全球广播等领域，尤其在军事部门，发挥着不可替代的作用，是军事战略和战术通信的重要手段。在雷达及通信系统中，天线是导波与空间电磁波的转换装置，天线性能直接决定系统整体性能，因此短波天线是决定短波通信效果至关重要的因素，在完成短波天线设计后需要对其增益进行相对准确的测量，从而对天线性能进行准确评估。短波天线增益测试不能在微波暗室中进行，因为短波天线尺寸太大，全尺寸的室内测试近乎不可实现。短波天线增益往往在空旷的室外进行测试，利用飞机或者轮船等挂载信标天线在固定的圆形轨道上绕行，此类测试方案耗费的人力和物力太大，不可作为一般性测试方案，且信标天线和待测天线受地面影响不一致，测试精度有待考证。为此，提出一种短波天线增益测试方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有短波天线增益测试方法存在的人力和物力耗费过大、不可作为一般性测试方案以及信标天线和待测天线受地面影响不一致等问题，提供了一种短波天线增益测试方法，该方法所使用的挂载平台金属成份非常少，热气球、待测天线和信标天线位置布局巧妙，可确保此种短波天线增益测试方法的有效性。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：S1：布置信号源及频谱仪在热气球升空之前，将信号源放置在吊篮，并将频谱仪置于地面；S2：布置待测天线与信标天线将待测天线与信号源连接，同时连接信标天线和频谱仪；S3：获取待测天线的信号幅值将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P；S4：获取标准天线的信号幅值将热气球下降，将待测天线替换为标准天线，重复步骤S1～S2，再将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P0；S5：计算待测天线增益利用比较法计算待测天线增益，计算公式如下：G＝2.15+(P-P0)其中，G为待测天线增益，单位为dBi；P为待测天线接收的信号功率电平，单位为dBm；P0为标准天线接收的信号功率电平，单位为dBm；2.15为标准半波偶极子天线增益，单位为dBi。更进一步的，在测试过程中，所述待测天线、所述标准天线均与所述信标天线处于同一竖直直线上。更进一步的，在所述步骤S2中，所述待测天线与所述信号源之间的通信连接、所述信标天线和所述频谱仪之间的通信连接均通过射频电缆完成。本专利技术还提供了一种短波天线增益测试系统，包括：热气球，用于作为挂载平台挂载待测天线、信标天线、标准天线与信号源；信号源，用于发射测试所用电磁波信号；信标天线，用于接收待测天线与标准天线所发射出的电磁波信号；标准天线，用于与待测天线做比较以计算待测天线增益；频谱仪，用于读取和记录接收到的信号幅值；所述信号源设置在所述热气球上，所述热气球、所述待测天线与所述信标天线自上而下依次设置，所述频谱仪置于地面与所述信标天线连接，在测试过程中所述信号源依次与所述待测天线、所述标准天线连接，所述待测天线、所述标准天线均与所述信标天线处于同一竖直直线上。本专利技术相比现有技术具有以下优点：该方法采用热气球作为挂载平台，由于热气球本身金属成份非常少，对短波天线增益测试影响很小，可以忽略不计，可以保证测试结果的准确性；并且在热气球的挂载下，待测天线和信标天线位于同一竖直直线上，标准天线和信标天线也位于同一竖直直线上，地面对电磁波的反射效应对测试结果的影响可在测试过程中消除，可以确保短波天线增益测试的有效性，得被推广使用。附图说明图1是本专利技术实施例中短波天线增益测试方法的总体流程图；图2是本专利技术实施例中获取待测天线信号幅值时的状态示意图；图3是本专利技术实施例中获取标准天线信号幅值时的状态示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提供一种技术方案：一种短波天线增益测试方法，包括以下步骤：S1：布置信号源及频谱仪在热气球升空之前，将信号源放置在吊篮，并将频谱仪置于地面；S2：布置待测天线与信标天线将待测天线与信号源连接，同时连接信标天线和频谱仪；S3：获取待测天线的信号幅值将热气球升至测试所需高度，保证待测天线与信标天线的距离不小于L2/λ，L为待测天线最大口径长度，λ为天线待测频率所对应电磁波波长，保证信标天线与地面距离不小于5米，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P；S4：获取标准天线的信号幅值将热气球下降，将待测天线替换为标准天线，重复步骤S1～S2，再将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P0；S5：计算待测天线增益利用比较法计算待测天线增益，计算公式如下：G＝2.15+(P-P0)其中，G为待测天线增益，单位为dBi；P为待测天线接收的信号功率电平，单位为dBm；P0为标准天线接收的信号功率电平，单位为dBm；2.15为标准半波偶极子天线增益，单位为dBi。在测试过程中，热气球空中保持系留状态，所述待测天线、所述标准天线均与所述信标天线处于同一竖直直线上。本实施例热气球达到100米高度左右即可达到测试目的，须保证测试当天地面风速小于5米/s。如图2、图3所示，本实施例还提供了一种短波天线增益测试系统，包括：热气球，包括球囊11、吊篮12与燃烧器13，用于作为挂载平台挂载待测天线3、信标天线4、标准天线8与信号源2；信号源2，用于发射测试所用电磁波信号；信标天线4，用于接收待测天线3与标准天线8所发射出的电磁波信号；标准天线8，用于与待测天线3做比较以计算待测天线3增益；频谱仪5，用于读取和记录接收到的信号幅值；所述信号源2设置在所述热气球的吊篮12上，所述热气球、所述待测天线3与所述信标天线4自上而下依次设置，所述频谱仪5置于地面与所述信标天线4连接，在测试过程中所述信号源2依次与所述待测天线3、所述标准天线8连接，在热气球的作用下，所述待测天线3、所述标准天线8均与所述信标天线4处于同一竖直直线上。所述待测天线3与所述信号源2之间的通信连接、所述信标天线4和所述频谱仪5之间的通信连接均通过射频电缆7完成。所述待测天线3/所述标准天线8与吊篮12之间、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短波天线增益测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：布置信号源及频谱仪/n在热气球升空之前，将信号源放置在吊篮，并将频谱仪置于地面；/nS2：布置待测天线与信标天线/n将待测天线与信号源连接，同时连接信标天线和频谱仪；/nS3：获取待测天线的信号幅值/n将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P；/nS4：获取标准天线的信号幅值/n将热气球下降，将待测天线替换为标准天线，重复步骤S1～S2，再将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P

【技术特征摘要】
1.一种短波天线增益测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：布置信号源及频谱仪
在热气球升空之前，将信号源放置在吊篮，并将频谱仪置于地面；
S2：布置待测天线与信标天线
将待测天线与信号源连接，同时连接信标天线和频谱仪；
S3：获取待测天线的信号幅值
将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P；
S4：获取标准天线的信号幅值
将热气球下降，将待测天线替换为标准天线，重复步骤S1～S2，再将热气球升至测试所需高度，保持系留状态，读取和记录频谱仪接收到的信号幅值，该信号幅值记为P0；
S5：计算待测天线增益
利用比较法计算待测天线增益，计算公式如下：
G＝2.15+(P-P0)
其中，G为待测天线增益，单位为dBi；P为待测天线接收的信号功率电平，单位为dBm；P0为标准天线接收的信号功率电平，单位为dBm；2.15为标准半波偶极子天线增益，单位为dBi。


2.根据权利要求1所述的一种短波天线增益测试方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琪春，余泽，郐吉野，范明意，张义军，张小林，杜夔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34