一种便携式平面近场测试系统、方法及终端技术方案

本发明专利技术公开了一种便携式平面近场测试系统、方法及终端，属于天线测试技术领域，包括屏蔽暗箱，设于屏蔽暗箱内的四轴机械臂、天线升降台、控制与数据处理子系统、信号发生器和多通道信号接收机，四轴机械臂上携带有测试探头，天线升降台上可拆卸安装有待测天线；测试探头、待测天线同时均与信号发生器及多通道信号接收机连接，信号发生器、多通道信号接收机、待测天线、四轴机械臂与控制与数据处理子系统连接。本发明专利技术系统无需接入外部仪器设备即能实现平面相控阵天线近场测试；系统构成简单，占用空间小，集成度高，成本低，且方便搬运物流运输；天线升降台上可拆卸安装有待测天线，可替换不同口径的相控阵天线，兼容性强。兼容性强。兼容性强。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式平面近场测试系统、方法及终端


[0001]本专利技术涉及天线测试
，尤其涉及一种便携式平面近场测试系统、方法及终端。

技术介绍

[0002]随着天线技术的发展，天线种类越来越多，随着卫星互联网的到来，各种面向卫星通信、导弹制导、5G通信等高端设备应用的小口径相控阵天线也应运而生，因此需要对各类天线研发验证，小口径相控阵天线规模量产的相控阵天线测试需求也需变得更为简洁、方便、低成本。
[0003]天线测试与诊断是测试与验证天线性能好坏的必须手段，特别是针对相控阵天线的近场测试与诊断。通过近场的通道校准去互耦技术获取通道的幅相补偿数据是相控阵天线出厂前的基本参数，通过对天线口面的幅度相位数据采样再经过傅里叶正变换为远场方向图，傅里叶逆变换为口面幅度相位分布，通过方向图判断天线性能指标，通过口面幅度相位分布诊断相控阵天线阵列通道的正常与异常。
[0004]由于天线测试的特殊性，特别是相控阵天线的测试特殊性，天线的测试需要在无电磁波干扰的自由空间环境下进行。现有的测试设备往往以大型暗室为主，再通过不同的设备例如扫描架、转台、仪器仪表等组合在一起进行测试，在测试过程中系统复杂、分散、效率低、故障率高，且往往需要以大型的厂房为基础建设条件，不可搬运，其建设成本与后期维护成本相当高，且很难兼容不同型号的相控阵天线测试。特别是针对与小口径相控阵天线的量产，为了保证其产能，对测试场地或设备的需求量相当大，按照传统的测试方法将会在场地上达到一个不可预计的规模，其建设成本也将无法估量。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有平面相控阵天线的测试设备系统复杂、不可搬运、无法兼容不同型号的口面相控阵天线测试的问题，提供了一种便携式平面近场测试系统、方法及终端。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种便携式平面近场测试系统，系统具体包括屏蔽暗箱，还包括设于屏蔽暗箱内的四轴机械臂、天线升降台、控制与数据处理子系统、信号发生器和多通道信号接收机，所述四轴机械臂上携带有测试探头，天线升降台上可拆卸安装有待测天线；所述测试探头、待测天线均与信号发生器连接，且测试探头、待测天线均与多通道信号接收机连接，信号发生器、多通道信号接收机、待测天线、四轴机械臂与控制与数据处理子系统连接，控制与数据处理子系统控制四轴机械臂运动至待测天线各通道。
[0007]在一示例中，所述屏蔽暗箱上铺设有吸波材料，吸波材料长度大于等于1/2倍待测天线的最长波长。
[0008]在一示例中，所述信号发生器包括顺次连接的晶振、第一功分器，第一功分器一输
出端依次连接有倍频器、DDS信号发生器、第一鉴相器、第一低通滤波器、第一压控振荡器、第一定向耦合器、第一放大器、第一分频器、第一混频器；第一功分器另一输出端连接有第二功分器，第二功分器一输出端依次连接有第二鉴相器、第二低通滤波器、第二压控振荡器、第二定向耦合器、第二分频器、第二放大器、梳状波发生器，梳状波发生器与第一混频器输入端连接，第一混频器输出端依次连接有第一射频低通滤波器、第三放大器、第二射频低通滤波器，第二射频低通滤波器输出端与第一鉴相器连接；第二功分器另一输出端依次连接有锁相介质振荡器、第二混频器；第二定向耦合器另一输出端经第四放大器连接至第二混频器，第二混频器输出端经第三射频低通滤波器与第二鉴相器连接；第一定向耦合器输出端依次连接有第三分频器、数控衰减器，数控衰减器为信号发生器的信号输出端。
[0009]在一示例中，所述信号发生器还包括温补模块，温补模块与数控衰减器输出端连接。
[0010]在一示例中，所述多通道信号接收机包括若干接收通道模块，接收通道模块包括两路信号接收电路，信号接收电路包括顺次连接的第一模数转换器、正交调制器，正交调制器的I路输出端、Q路输出端均连接有滤波器，滤波器输出端与数据处理器连接，数据处理器与控制与数据处理子系统连接。
[0011]需要进一步说明的是，上述系统各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
[0012]本专利技术还包括一种便携式平面近场测试方法，所述方法包括通道校准步骤：
[0013]获取待测天线中各通道的平面坐标信息；
[0014]根据所述平面坐标信息计算各通道与四轴机械臂的坐标映射关系，进而控制携带有测试探头的四轴机械臂运动至待测天线各通道；
[0015]采集四轴机械臂运动至待测天线对应通道时的幅相数据，直至完成所有通道的幅相数据采集，得到幅相数据补偿表；
[0016]根据所述幅相数据补偿表在波束合过程中对相应的通道进行幅度、相位补偿处理。
[0017]在一示例中，所述通道校准步骤还包括通道互耦及空间干扰去除步骤，具体包括：
[0018]产生具有第一幅度相位值的测试信号并输入至当前通道，采集当前通道反馈测试信号中的第一幅相值数据a；
[0019]产生具有第二幅度相位值的测试信号并输入至当前通道，采集当前通道反馈的测试信号的第二幅相值数据b，且第二幅度相位值为第一幅度相位值的反向状态，则当前通道的真实幅相数据a1为：
[0020][0021]在一示例中，所述通道校准步骤还包括通道诊断子步骤，具体包括：
[0022]产生通道测试信号并输入至待测通道，所述通道测试信号为幅度值保持不变，相位值以步长n递增的多个测试信号；
[0023]分析待测通道反馈的多个测试信号，若待测通道反馈的多个测试信号的幅度值相同且相位值以步长n递增，待测通道正常，反之，待测通道异常。
[0024]在一示例中，所述方法还包括口面扫描步骤，具体包括：
[0025]控制四轴机械臂携带测试探头沿待测天线口面进行平面扫描，并以步进dx采集待测天线当前的幅相数据；
[0026]重复上述步骤，直至完成待测天线的全口面扫描，获得待测天线口面扫描数据。
[0027]需要进一步说明的是，上述方法各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
[0028]本专利技术还包括一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于：所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一示例或多个示例组合形成的所述便携式平面近场测试方法的步骤。
[0029]与现有技术相比，本专利技术有益效果是：
[0030](1)在一示例中，本专利技术系统集成有屏蔽暗箱、四轴机械臂、天线升降台、控制与数据处理子系统、信号发生器和多通道信号接收机，无需接入外部仪器设备即能实现待测天线(平面相控阵天线)近场测试；系统构成简单，无冗余设计，占用空间小，集成度高，成本低，且方便搬运物流运输，可放置于不同地点完成天线测试，可直接放置于桌面进行使用完成测试工作；进一步地，天线升降台上可拆卸安装有待测天线，可替换不同口径的相控阵天线，兼容性强。
[0031](2)在一示例中，本专利技术通过计算各通道与四轴机械臂的坐标映射关系，保证了四轴机械臂能够实现精准的平面运动，保证了测试(校准与扫描)精准度；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式平面近场测试系统，其特征在于：所述系统包括屏蔽暗箱，还包括设于屏蔽暗箱内的四轴机械臂、天线升降台、控制与数据处理子系统、信号发生器和多通道信号接收机，所述四轴机械臂上携带有测试探头，天线升降台上可拆卸安装有待测天线；所述测试探头、待测天线均与信号发生器连接，且测试探头、待测天线均与多通道信号接收机连接，信号发生器、多通道信号接收机、待测天线、四轴机械臂与控制与数据处理子系统连接，控制与数据处理子系统控制四轴机械臂运动至待测天线各通道。2.根据权利要求1所述便携式平面近场测试系统，其特征在于：所述屏蔽暗箱上铺设有吸波材料，吸波材料长度大于等于1/2倍待测天线的最长波长。3.根据权利要求1所述便携式平面近场测试系统，其特征在于：所述信号发生器包括顺次连接的晶振、第一功分器，第一功分器一输出端依次连接有倍频器、DDS信号发生器、第一鉴相器、第一低通滤波器、第一压控振荡器、第一定向耦合器、第一放大器、第一分频器、第一混频器；第一功分器另一输出端连接有第二功分器，第二功分器一输出端依次连接有第二鉴相器、第二低通滤波器、第二压控振荡器、第二定向耦合器、第二分频器、第二放大器、梳状波发生器，梳状波发生器与第一混频器输入端连接，第一混频器输出端依次连接有第一射频低通滤波器、第三放大器、第二射频低通滤波器，第二射频低通滤波器输出端与第一鉴相器连接；第二功分器另一输出端依次连接有锁相介质振荡器、第二混频器；第二定向耦合器另一输出端经第四放大器连接至第二混频器，第二混频器输出端经第三射频低通滤波器与第二鉴相器连接；第一定向耦合器输出端依次连接有第三分频器、数控衰减器，数控衰减器为信号发生器的信号输出端。4.根据权利要求3所述便携式平面近场测试系统，其特征在于：所述信号发生器还包括温补模块，温补模块与数控衰减器输出端连接。5.根据权利要求1所述便携式平面近场测试系统，其特征在于：所述多通道信号接收机包括若干接收通道模块，接收通道模块包括两路信号接收电路，信号接收电路包括顺次连接的第一模数转换器、正交调制器，正交调...

【专利技术属性】
技术研发人员：余浪，汪渊，邱忠云，郑轶，吕清刚，杨迅，
申请(专利权)人：成都华芯天微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：