一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统及方法技术方案

本发明专利技术属于等效全向辐射功率测试方法及系统，为解决EIRP测试采用的远场法，存在对测试场地要求高、测试精度低、测试的环境适应性差和隐蔽性差的技术问题，提供一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统及方法，借助第一接收喇叭和第一偏馈反射面组成的第一接收天线，以及第二接收喇叭和第二偏馈反射面组成的第二接收天线，分别接收高功率微波天线辐射的高功率微波，能够根据第一测试通路和第二测试通路得到的接收功率值，以及高功率微波天线至接收喇叭的传输损耗，并结合高功率微波天线的实测增益，得到等效全向辐射功率。得到等效全向辐射功率。得到等效全向辐射功率。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统及方法


[0001]本专利技术属于一种等效全向辐射功率测试方法及系统，具体涉及一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统及方法。

技术介绍

[0002]随着高功率微波技术的不断发展，高功率微波在各个领域均被广泛应用。为了将高功率微波作用于目标，需要将高功率微波源产生的高功率微波进行辐射。天线系统是进行高功率微波辐射的关键系统。
[0003]高功率微波(HPM)源与天线系统对接后，形成高功率微波系统。在对接前，需要对HPM源产生的HPM进行测量，对天线系统的增益进行测试。在对接后，需要对系统关键指标之一的HPM系统的等效全向辐射功率(EIRP)进行测试，用来评估HPM系统的整体能力。
[0004]EIRP的测试通常采用远场法，在天线的远场处，安装接收喇叭，测试喇叭接收功率，同时，考虑链路衰减等，得到系统的EIRP。该测试方法存在一些问题：(1)对测试场地要求高。测试距离要满足天线的远场要求，对大尺寸天线，远场距离通常几百米到几公里不等，实际测试中很难找到合适的测试场地；(2)测试精度低。该测试方法需要在远场处用接收喇叭找到HPM系统辐射的最大值，要求有较高的对准精度。同时，在考虑链路预算时，需要利用到理论值，误差较大；(3)测试的环境适应性差。该测试方法很难在一些特殊环境下进行，比如真空环境、海上环境或者城市厂房内，限制了其应用范围；(4)隐蔽性差。需要在户外进行，不利于隐蔽。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决EIRP测试采用的远场法，存在对测试场地要求高、测试精度低、测试的环境适应性差和隐蔽性差的技术问题，提供一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统及方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特殊之处在于，包括吸波屏蔽室，以及设置在吸波屏蔽室内的第一偏馈反射面、第一接收喇叭、第一测试通路、第二偏馈反射面、第二接收喇叭和第二测试通路；
[0008]所述第一偏馈反射面和所述第二偏馈反射面并排设置，且均正对高功率微波系统中的高功率微波天线辐射面设置；第一偏馈反射面的轴线、第二偏馈反射面的轴线、高功率微波天线的轴线等高，第一偏馈反射面和第二偏馈反射面在高功率微波天线辐射面上的投影与高功率微波天线辐射面部分重合；
[0009]所述第一接收喇叭和所述第二接收喇叭，分别位于第一偏馈反射面和所述第二偏馈反射面的焦点上；所述第一接收喇叭与所述第一偏馈反射面轴线等高，组成第一接收天线，所述第二接收喇叭与所述第二偏馈反射面轴线等高，组成第二接收天线，第一接收天线与第二接收天线关于高功率微波天线轴线镜像设置；
[0010]所述第一测试通路与第一接收喇叭相连，用于获取第一接收天线的接收功率值，所述第二测试通路与第二接收喇叭相连，用于获取第二接收天线的接收功率值。
[0011]进一步地，所述吸波屏蔽室为微波暗室。
[0012]进一步地，所述吸波屏蔽室内的顶面、底面、与高功率微波天线相对的壁面均为吸波墙面。
[0013]进一步地，所述第一偏馈反射面和所述第二偏馈反射面的直径均为d，d的取值大于等于四分之一D且小于等于二分之一D；其中，D为高功率微波天线的直径。
[0014]进一步地，所述第一偏馈反射面、第一接收喇叭和第一测试通路均安装在第一接收天线支撑平台上，所述第二偏馈反射面、第二接收喇叭和第二测试通路均安装在第二接收天线支撑平台上；
[0015]所述第一接收天线支撑平台和第二接收天线支撑平台均安装在主支撑平台上；
[0016]所述第一接收天线支撑平台和第二接收天线支撑平台均为五维运动平台，所述主支撑平台为三维运动平台。
[0017]进一步地，所述第一接收天线支撑平台、所述第二接收天线支撑平台、所述主支撑平台的材质均为金属，第一接收天线支撑平台、第二接收天线支撑平台、主支撑平台上均绑扎有吸波材料。
[0018]本专利技术还提供了一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试方法，基于上述高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0019]S1，分别通过第一偏馈反射面和第二偏馈反射面，接收高功率微波天线辐射的高功率微波，并反射形成第一反射微波和第二反射微波；
[0020]S2，分别通过第一接收喇叭和第二接收喇叭，接收第一反射微波和第二反射微波；
[0021]S3，分别通过第一测试通路和第二测试通路，得到第一反射微波对应的第一接收功率值和第二反射微波对应的第二接收功率值
[0022]S4，根据第一接收功率值第二接收功率值Port1端口至Port2端口的第一传输损耗S
21
、Port1端口至Port3端口的第二传输损耗S
31
，得到高功率微波天线的辐射功率P
1H
；其中，Port1端口为高功率微波系统中高功率微波传输通路输出端，Port2端口为第一接收喇叭输出端，Port3端口为第二接收喇叭输出端；
[0023]S5，根据高功率微波天线的辐射功率P
1H
，和高功率微波天线的实测增益G0，得到高功率微波系统的等效全向辐射功率EIRP。
[0024]进一步地，步骤S4具体为：
[0025]通过下式得到针对第一接收功率值的高功率微波天线的第一辐射功率P1″
：
[0026][0027]通过下式得到针对第二接收功率值的高功率微波天线的第二辐射功率P1″′
：
[0028][0029]通过下式得到高功率微波天线(3)的辐射功率P
1H
：
[0030][0031]P1″
、P1″′
、P
1H
的单位均为dBW；
[0032]步骤S5具体为，通过下式得到高功率微波系统的等效全向辐射功率EIRP：
[0033]EIRP＝P
1H
+G0。
[0034]进一步地，步骤S4中，所述第一传输损耗S
21
和所述第二传输损耗S
31
，具体通过以下方法得到：
[0035]在Port1处输入脉冲信号，功率为P
1L
，同时，分别在Port2处和Port3处测试输出功率分别为通过下式计算得到Port1处至Port2处的第一传输损耗S
21
，以及Port1处至Port3处的第二传输损耗S
31
：
[0036][0037][0038]进一步地，步骤S4中，所述第一传输损耗S
21
和所述第二传输损耗S
31
，具体通过以下方法得到：
[0039]在电磁仿真软件中建立高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，通过仿真得到测试系统的传输损耗，结合第一接收天线与第二接收天线的实测效率，对仿真得到的传输损耗进行校正，得到第一传输损耗S
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：包括吸波屏蔽室(11)，以及设置在吸波屏蔽室(11)内的第一偏馈反射面(5)、第一接收喇叭(6)、第一测试通路(7)、第二偏馈反射面(8)、第二接收喇叭(9)和第二测试通路(10)；所述第一偏馈反射面(5)和所述第二偏馈反射面(8)并排设置，且均正对高功率微波系统(15)中的高功率微波天线(3)辐射面设置；第一偏馈反射面(5)的轴线、第二偏馈反射面(8)的轴线、高功率微波天线(3)的轴线等高，第一偏馈反射面(5)和第二偏馈反射面(8)在高功率微波天线(3)辐射面上的投影与高功率微波天线(3)辐射面部分重合；所述第一接收喇叭(6)和所述第二接收喇叭(9)，分别位于第一偏馈反射面(5)和所述第二偏馈反射面(8)的焦点上；所述第一接收喇叭(6)与所述第一偏馈反射面(5)轴线等高，组成第一接收天线(16)，所述第二接收喇叭(9)与所述第二偏馈反射面(8)轴线等高，组成第二接收天线(17)，第一接收天线(16)与第二接收天线(17)关于高功率微波天线(3)轴线镜像设置；所述第一测试通路(7)与第一接收喇叭(6)相连，用于获取第一接收天线(16)的接收功率值，所述第二测试通路(10)与第二接收喇叭(9)相连，用于获取第二接收天线(17)的接收功率值。2.如权利要求1所述一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：所述吸波屏蔽室(11)为微波暗室。3.如权利要求1所述一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：所述吸波屏蔽室(11)内的顶面、底面、与高功率微波天线(3)相对的壁面均为吸波墙面。4.如权利要求1至3任一所述一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：所述第一偏馈反射面(5)和所述第二偏馈反射面(8)的直径均为d，d的取值大于等于四分之一D且小于等于二分之一D；其中，D为高功率微波天线(3)的直径。5.如权利要求4所述一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：所述第一偏馈反射面(5)、第一接收喇叭(6)和第一测试通路(7)均安装在第一接收天线支撑平台(12)上，所述第二偏馈反射面(8)、第二接收喇叭(9)和第二测试通路(10)均安装在第二接收天线支撑平台(13)上；所述第一接收天线支撑平台(12)和第二接收天线支撑平台(13)均安装在主支撑平台(14)上；所述第一接收天线支撑平台(12)和第二接收天线支撑平台(13)均为五维运动平台，所述主支撑平台(14)为三维运动平台。6.如权利要求5所述一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于：所述第一接收天线支撑平台(12)、所述第二接收天线支撑平台(13)、所述主支撑平台(14)的材质均为金属，第一接收天线支撑平台(12)、第二接收天线支撑平台(13)、主支撑平台(14)上均绑扎有吸波材料。7.一种高功率微波系统等效全向辐射功率测试方法，基于权利要求1至6任一所述高功率微波系统等效全向辐射功率测试系统，其特征在于，包括以下步骤：S1，分别通过第一偏馈反射面(5)和第二偏馈反射面(8)，接收高功率微波天线(3)辐射的高功率微波，并反射形成第一反射微波和第二反射微波；S2，分别通过第一接收喇叭(6)和第二接收喇叭(9)，接收第一反射微波和第二反射微
波；S3，分别通过第一测试通路(7)和第二测试通路(10)，得到第一反射微波对应的第一接收功率值P
2H
和第二反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡祥刚，苏建仓，刘佳，成克伟，吴少彤，李锐，程杰，徐秀栋，张瑜，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：