一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统，涉及天线近场测试领域；方法包括：采用天线控制系统确定大功率相控阵天线子系统的天线阵面工作范围；建立天线阵面坐标系

【技术实现步骤摘要】
一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及天线近场测试
，具体涉及一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统
。

技术介绍

[0002]平面近场测试是相控阵天线性能的主要测试方法，一般在专门的微波暗室内进行
。
平面近场测试系统通常由被测天线
、
扫描架
、
安装在扫描架上的探头
、
测量仪器
、
测试软件等几个部分组成，测试原理图如附图1所示，由测试软件控制扫描架带动探头运动
、
并通过测量仪器获取天线阵面不同位置的信号，以此来分析天线远场方向图的性能
。
[0003]相控阵天线在测量相控阵天线发射状态的性能时，需要打开全部的发射通道；但是对于大功率相控阵天线，如果发射通道全部打开，整个相控阵天线的系统工作功率很大可能超过微波暗室设计的能力，导致测试结果不准确，甚至导致暗室环境被损坏；为了解决此问题，大功率相控阵天线在测试发射性能时需要对发射通道进行控制，使之既能满足测试的要求，又不超过测试环境所能承受的最大工作负荷
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法及系统，根据扫描架运动位置自动定位大功率相控阵天线阵面上子系统，并通过天线控制系统控制对应天线工作状态的方式使天线处于一种可测试的状态，解决了大功率相控阵天线在微波暗室环境内无法测试的问题，提升了测试方案的灵活性
。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：第一方面，提供一种大功率相控阵天线平面近场测试方法，包括：采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围，其中，所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元，所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成；建立天线阵面坐标系
、
天线阵面扫描坐标系，确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系；其中，所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立，所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立；对任一扫描位置，根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围；根据所述子系统的天线阵面工作范围，确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道，直至完成整个天线阵面的信号测量
。
[0006]进一步的，所述采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的过程，包括：开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号；
开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号；判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值；当所述数据变化超过所述设定阈值，则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围，直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值；确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围
。
[0007]进一步的，还包括：根据所述天线阵面坐标系，获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息；建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表；其中，所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道；根据所述位置信息，以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系，建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表；对任一扫描位置，根据所述位置关系表确定对应的所述子系统，并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道
。
[0008]进一步的，所述建立天线阵面坐标系
、
天线阵面扫描坐标系，确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的过程，包括：以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系，获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置；以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系，获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置；计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置，并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置
。
[0009]进一步的，所述根据所述子系统的天线阵面工作范围，确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程包括：对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号，所述编号具有唯一性；获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号，记录所述编号至所述天线阵面工作范围表中；根据所述天线阵面工作范围表获取所述子系统对应的所有发射通道的编号；根据所述发射通道的编号，采用天线控制系统实时控制所述目标子系统对应的所述天线阵面工作范围内所有需要打开和关闭的发射通道
。
[0010]进一步的，所述按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围的过程为：根据所述扫描架预设的扫描轨迹，按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启
。
[0011]第二方面，提供一种大功率相控阵天线平面近场测试系统，包括：第一确定模块，用于采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵
面工作范围，其中，所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元，所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成；第一建立模块，用于建立天线阵面坐标系
、
天线阵面扫描坐标系，确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系；其中，所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立，所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立；第二确定模块，用于对任一扫描位置，根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围；第三确定模块，用于根据所述子系统的天线阵面工作范围，确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道，直至完成整个天线阵面的信号测量
。
[0012]进一步的，所述第一确定模块采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的执行单元，包括：第一测量单元，用于开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号；第二测量单元，用于开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号；判断单元，用于判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值，并当所述数据变化超过所述设定阈值，则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围，直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种大功率相控阵天线平面近场测试方法，其特征在于，包括：采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围；其中，所述大功率相控阵天线的子系统包括至少一个天线单元或至少一个子阵单元，所述子阵单元由若干天线单元构成或由若干天线单元组成的小子阵单元嵌套构成；建立天线阵面坐标系
、
天线阵面扫描坐标系，确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系；其中，所述天线阵面坐标系根据所述大功率相控阵天线的各子系统建立，所述天线阵面扫描坐标系根据扫描架的安装位置及设定扫描参数建立；对任一扫描位置，根据所述关联关系确定对应的所述子系统及其天线阵面工作范围；根据所述子系统的天线阵面工作范围，确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道，直至完成整个天线阵面的信号测量
。2.
根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法，其特征在于，所述采用天线控制系统确定大功率相控阵天线各子系统的天线阵面工作范围的过程，包括：开启大功率相控阵天线阵面上任一目标子系统对应的发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第一信号；开启所述目标子系统周围设定范围内的所有发射通道，测量获取当前状态下所述发射通道的第二信号；判断所述第二信号和所述第一信号的数据变化是否超过设定阈值；当所述数据变化超过所述设定阈值，则按设定比例扩大所述目标子系统周围的所述发射通道开启的范围，直至获取的最新开启状态下所述发射通道的测量信号与所述第一信号的数据变化不超过所述设定阈值；确定所述最新开启状态下所有发射通道对应的所述大功率相控阵天线阵面区域为所述目标子系统的天线阵面工作范围
。3.
根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法，其特征在于，还包括：根据所述天线阵面坐标系，获取所述大功率相控阵天线各子系统的位置信息；建立各所述位置信息对应的天线阵面工作范围表；其中，所述天线阵面工作范围表中记录有任一所述子系统可对应开启的所有发射通道；根据所述位置信息，以及所述天线阵面坐标系与天线阵面扫描坐标系的关联关系，建立各所述子系统对应所述天线阵面扫描坐标系的位置关系表；对任一扫描位置，根据所述位置关系表确定对应的所述子系统，并根据所述天线阵面工作范围表确定所述子系统对应的所有发射通道
。4.
根据权利要求1所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法，其特征在于，所述建立天线阵面坐标系
、
天线阵面扫描坐标系，确定所述天线阵面坐标系与所述天线阵面扫描坐标系的关联关系的过程，包括：以待测大功率相控阵天线的任一子系统作为天线阵面坐标原点建立天线阵面坐标系，获取所述大功率相控阵天线阵面的所有子系统在所述天线阵面坐标系的坐标位置；以扫描架上任一选定位置作为扫描坐标原点建立天线阵面扫描坐标系，获取扫描大功率相控阵天线阵面的所有扫描点在所述天线阵面扫描坐标系的坐标位置；计算所述天线阵面坐标系的坐标原点与所述天线阵面扫描坐标系的坐标原点的相对位置，并根据所述相对位置转换以所述天线阵面坐标系记录的各子系统的坐标位置为以所
述天线阵面扫描坐标系记录的坐标位置
。5.
根据权利要求2所述的大功率相控阵天线平面近场测试方法，其特征在于，所述根据所述子系统的天线阵面工作范围，确定并实时控制当前扫描位置需要打开和关闭的发射通道的过程包括：对所述大功率相控阵天线的所有发射通道进行编号，所述编号具有唯一性；获取所述大功率相控阵天线各子系统可对应开启的所有发射通道的编号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光胜，戴盛，任波，
申请(专利权)人：南京华成微波技术有限公司，
类型：发明
国别省市：