专利名称：天线远场参数校准装置及校准方法
技术领域：
本发明涉及參数校准装置及校准方法，具体而言是天线远场參数校准装置及校准方法。
背景技术：
为了保证天线的电气性能，除了严格的理论设计及优良的制作以外，还 必须依据实际测试的数据来进行修正。目前对天线的校准通常采用电磁兼容天线校准方法，该方法校准參数不完整，校准误差较大，并且不适用于导弹天线实际使用环境。另外，测试过程中数据的录取、方向图的绘制參数的计算多为手工操作，工作效率低，测试精度差，占用时间长。因此，设计出ー种可精确、快速、实时、高效测量天线电气性能參数以保证天线产品质量的天线远场參数校准装置及校准方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供ー种可精确、快速、实时、高效测量天线电气性能參数以保证天线产品质量的天线远场參数校准装置及校准方法。为实现上述目的，本发明提供了一种天线远场參数校准装置，包括接收机、计算机、微波暗室、接收天线、转台、发射天线、支架和信号发生器，其特征是所述接收天线、转台、发射天线、支架放置于微波暗室内，接收天线设置于转台上并置于暗室的空间纵向轴线上，发射天线设置干支架上并置于暗室空间纵向轴线上，微波暗室为长方体，微波暗室内六面均铺设吸波材料，微波暗室的轴向尺寸符合收、发天线远场距离要求，微波暗室的横截面尺寸符合天线口径大小要求，微波暗室设置有屏蔽层，微波暗室内的静区高度大于待测天线的垂直口径，微波暗室内的静区深度与宽度相当，微波暗室内的静区宽度大于待测天线水平口径，微波暗室内的静区反射电平<-30dB，所述接收机与计算机之间通过通讯连接，所述计算机的信号输出端分别与转台和信号发生器的信号输入端连接，所述信号发生器的信号输出端与发射天线的信号输入端连接，所述接收天线的信号输出端与接收机的信号输入端连接。本发明还提供了一种天线远场參数校准方法，其特征在于，是采用权利要求I所述的ー种天线远场參数校准装置进行的，包括以下步骤SI.精确定位零位采用激光投线仪分别确定收、发天线的水平中心和垂直中心，同吋，采用激光测距仪测试收、发天线ロ面间距离，保证收、发天线机械零位准确定位，通过转台滚转轴逐点扫描，确定天线的电零位，消除天线本身可能存在的机械零位与电零位不一致带来的误差；S2.评定微波暗室反射电平将接收天线在暗室静区内轴线方向上移动，在一个波长内每间隔Icm步进记录接收机测试电平，修正移动距离造成空间损耗对接收电平的影响，计算得出各频点静区轴线上的空间驻波比，从而得出该频点空间反射对测试电平的影响量；
S3.消除失配误差采用扫频技术，测试出各频点的驻波比，并计算出反射系数，得到天线实际准确吸收的能量，消除失配带来的误差；S4.校准S41.校准轴向增益和天线系数；S411.对校准装置中各组成部件及测试线缆等进行测试；S412.使用激光投线仪使发射天线和接收天线的机械零位瞄准；S413.用激光测距仪准确测量出发射天线和接收天线ロ面间的实际距离；S414.使接收天线在一定角度方位上转动,确定测试电零位中心；S415.用信号发生器(8)输出指定频率和功率的信号，记录接收机测量的信号功率；S416.依次将三个天线放置于接收和发射位置，重复步骤S412 步骤S415，得到三组接收功率值Pk12、Pk23和Pk31，代入第一公式
权利要求
1.一种天线远场參数校准装置，包括接收机(I)、计算机(2)、微波暗室(3)、接收天线(4)、转台(5)、发射天线(6)、支架(7)和信号发生器(8)，其特征在干所述接收天线(4)、转台(5)、发射天线(6)、支架(7)放置于微波暗室(3)内，接收天线(4)设置于转台(5)上并置于暗室的空间纵向轴线上，发射天线(6)设置于支架(7)上并置于暗室空间纵向轴线上，微波暗室(3)为长方体，微波暗室(3)内六面均铺设吸波材料，微波暗室(3)的轴向尺寸符合收、发天线远场距离要求，微波暗室(3)的横截面尺寸符合天线口径大小要求，微波暗室(3)设置有屏蔽层，微波暗室(3)内的静区高度大于待测天线的垂直口径，微波暗室(3)内的静区深度与宽度相当，微波暗室(3)内的静区宽度大于待测天线水平口径，微波暗室(3)内的静区反射电平< _30dB，所述接收机(I)与计算机(2)之间通过通讯连接，所述计算机(2)的信号输出端分别与转台(5)和信号发生器(8)的信号输入端连接，所述信号发生器(8)的信号输出端与发射天线￠)的信号输入端连接，所述接收天线(4)的信号输出端与接收机(I)的信号输入端连接。
2.一种天线远场參数校准方法，其特征在于，是采用权利要求I所述的ー种天线远场參数校准装置进行的，包括以下步骤 ·51.精确定位零位 采用激光投线仪分别确定收、发天线的水平中心和垂直中心，同时，采用激光测距仪测试收、发天线ロ面间距离，保证收、发天线机械零位准确定位，通过转台滚转轴逐点扫描，确定天线的电零位，消除天线本身可能存在的机械零位与电零位不一致带来的误差； · 52.评定微波暗室反射电平 将接收天线在暗室静区内轴线方向上移动，在一个波长内每间隔Icm步进记录接收机测试电平，修正移动距离造成空间损耗对接收电平的影响，计算得出各频点静区轴线上的空间驻波比，从而得出该频点空间反射对测试电平的影响量； ·53.消除失配误差 采用扫频技术，测试出各频点的驻波比，并计算出反射系数，得到天线实际准确吸收的能量，消除失配带来的误差； ·54.校准 ·S41.校准轴向增益和天线系数； ·5411.对校准装置中各组成部件及测试线缆等进行测试； ·5412.使用激光投线仪使发射天线(6)和接收天线(4)的机械零位瞄准； ·5413.用激光测距仪准确测量出发射天线(6)和接收天线(4)ロ面间的实际距离； ·5414.使接收天线(4)在一定角度方位上转动,确定测试电零位中心； ·5415.用信号发生器(8)输出指定频率和功率的信号，记录接收机(I)测量的信号功率； ·5416.依次将三个天线放置于接收和发射位置，重复步骤S412 步骤S415，得到三组接收功率值Pk12、Pk23和Pk31，代入第一公式
全文摘要
本发明涉及天线远场参数校准装置及校准方法，校准装置包括接收机、计算机、微波暗室、接收天线、转台、发射天线、支架和信号发生器，其特征是所述接收天线、转台、发射天线、支架放置于微波暗室内，接收天线设置于转台上并置于暗室的空间纵向轴线上，发射天线设置于支架上并置于暗室空间纵向轴线上，接收机与计算机之间通过通讯连接，计算机的信号输出端分别与转台和信号发生器的信号输入端连接，信号发生器的信号输出端与发射天线的信号输入端连接，接收天线的信号输出端与接收机的信号输入端连接。采用本发明可实现天线电气性能参数的精确、快速、实时、高效测量。本发明适应面宽，可校准频率范围大，测量合成不确定度可达到0.21-0.49dB。
文档编号G01R31/00GK102818942SQ20121030317
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者罗喜明, 吴传昕, 田春华, 黄品芳, 毛凡, 李雷, 杨小朋, 胡小洲 申请人:湖北航天技术研究院计量测试技术研究所