一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统的制作方法

文档序号:11073727
一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统的制造方法与工艺

本实用新型涉及微波技术中的天线领域,特别是数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统。



背景技术:

随着有源相控阵雷达的工程应用发展,未来有源相控阵天线多采用子阵级数字阵列(或单元级数字阵列),以获得超低收发副瓣或特殊波束,并且信号处理方式灵活;同时具有发射,接收多波束,形成自适应零点抗干扰,模块之间的幅相校正较为简单等优势。所述子阵级数字化阵列天线简称为数字阵列天线,其主要由数字T\R组件和天线组成,数字T\R组件又包括较多无源元件,各类部件的性能差异和装配误差都会带来发射通道和接收通道间的幅度和相位的不一致,引起子阵级数字化阵列天线波束恶化(如副瓣电平抬高、零值深度上升、波束指向偏移、雷达系统灵敏度下降等),应对其校正。由于子阵级数字化阵列天线在收发端已经数字化,纯模拟有源相控阵的幅相测试和校准系统不能支持子阵级数字化阵列天线的配相工作。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统,完成子阵级数字化阵列天线的收发通道的幅相测试和校准功能。

为了上述目的,本实用新型采用的技术方案具体是:一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统,用于测试并且校准所述数字阵列天线的发射通道和接收通道的幅度和相位,包括标准数字T/R组件、工控机、第一光纤、第二光纤、矢量网络分析仪、第一射频电缆、第二射频电缆、第三射频电缆和探头,所述工控机与第一光纤的一端连接,所述第一光纤的另一端用于连接被测数字阵列天线中的数字T/R组件的数据接口,所述工控机与第二光纤的一端连接,所述第二光纤的另一端与标准数字T/R组件的数据接口连接,测发射通道时所述标准数字T/R组件的射频信号端口与第一射频电缆的一端连接,测接收通道时所述标准数字T/R组件的射频信号端口与第二射频电缆的一端连接,所述第一射频电缆的另一端与矢量网络分析仪的1端口连接,所述探头与第三射频电缆的一端连接,所述第二射频电缆和第三射频电缆的另一端与矢量网络分析仪的2端口连接,所述矢量网络分析仪的数据通讯端口通过GPIB线与工控机连接。

进一步地,包括扫描架及其控制系统,所述扫描架包括固定件和沿固定件上下运动的运动件, 所述控制系统控制运动件上下移动,所述探头设置在扫描架的运动件上。所述探头可根据被测的数字阵列天线的高度来调整其高度。

进一步地,包括天线支架,所述天线支架与扫描架同方向设置,所述天线支架用于固定被测的数字阵列天线。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:该系统可以直接用于数字阵列通道的幅相测试,通过自动化控制和数据采集得到一系列数据,并对数据进行处理和分析,得到数字阵列天线的各单元的不一致性,实现单元加工精度和性能的检测。根据测试得到的各单元中场数据,利用数字阵列自动控制系统实现对数字阵列天线的配相。数据处理量大,数据处理速度快,测试精度高。

附图说明

图1所示为本实用新型的结构示意图。

图中,1、标准数字T/R组件 2、工控机 3、第一光纤 4、第二光纤 5、矢量网络分析仪 6、第二射频电缆 7、第一射频电缆 8、第三射频电缆 9、探头 10、扫描架 11、扫描架的控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明,以使更能理解本实用新型的创造点所在。

实施例1 一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统,用于测试并且校准所述数字阵列天线的发射通道和接收通道的幅度和相位,包括标准数字T/R组件1、工控机2、第一光纤3、第二光纤4、矢量网络分析仪5、第一射频电缆7、第二射频电缆6、第三射频电缆8和探头9,所述工控机2与第一光纤3的一端连接,所述第一光纤3的另一端用于连接被测数字阵列天线中的数字T/R组件的数据输入输出端口,所述工控机2与第二光纤4的一端连接,所述第二光纤4的另一端与标准数字T/R组件的数据输入输出端口连接,所述标准数字T/R组件的信号发射端与第一射频电缆7的一端连接,所述标准数字T/R组件的信号接收端与第二射频电缆6的一端连接,所述第一射频电缆7的另一端与矢量网络分析仪5的1端口连接,所述探头9与第三射频电缆8的一端连接,所述第二射频电缆6和第三射频电缆8的另一端与矢量网络分析仪5的2端口连接,所述矢量网络分析仪5的数据通讯端口通过GPIB线与工控机2连接。 其中,所术标准数字T/R组件1、工控机2、第一光纤3、第二光纤4、矢量网络分析仪5、第一射频电缆7、第二射频电缆6、第三射频电缆8和探头9等均为现有技术,所述矢量网络分析仪型号N5242,标准数字T/R组件的信号输入矢量网络分析仪1端口的R1参考接收机,探头接收到的信号输入到矢量网络分析仪2端口的B测量接收机,利用矢网的S21=B/R1功能来对发射信号的幅相特性进行测量。测试数字阵列天线的接收通道时,矢量网络分析仪仅当信号源用。

工作原理:测试数字阵列天线的发射通道时,所述工控机发出控制指令使数字阵列天线中的数字T/R组件和标准数字T/R组件处于发射状态,数字阵列天线中的数字T/R组件的射频信号通过天线发射电磁信号经空间传播被探头接收,探头将接收到的射频信号经第三射频电缆发送给矢量网络分析仪的2端口;所述标准数字T/R组件的发射信号经第一射频电缆发送给矢量网络分析仪的1端口;所述矢量网络分析仪以标准数字T/R组件发射的射频信号为参考信号,分别测量数字阵列天线中的多个发射通道的幅相数据以及标准数字T/R组件中的发射通道的幅相数据,并将该幅相数据通过GPIB线传送给工控机,工控机对数据进行比较分析,并保存分析数据和显示分析结果。

测试数字阵列天线的接收通道时,所述工控机发出控制指令使数字阵列天线中的数字T/R组件和标准数字T/R组件处于接收状态,所述矢量网络分析仪的2端口分两路发送射频信号;一路经第三射频电缆馈送到探头,射频信号经探头向空间辐射,经空间传播的射频信号被数字阵列天线中的天线接收;另一路通过第二射频电缆 发送给标准数字T/R组件的射频信号端口,两者均通过光纤传输给工控机,以标准数字T/R组件接收的射频信号为参考信号,工控机计算标准数字T/R组件接收通道的幅相数据和数字阵列天线的幅相数据,将数字阵列天线的幅相数据与标准数字T/R组件接收通道的幅相数据进行对比判断,保存和显示分析结果。

为了实现操作自动化,一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统包括扫描架10及其控制系统11,所述扫描架10包括固定件和沿固定件上下运动的运动件, 所述控制系统11控制运动件上下移动,所述探头9设置在扫描架10的运动件上。所述探头9可根据被测的数字阵列天线的高度来调整其高度。更优地,一种数字阵列天线的通道特性测试及配相校准系统包括天线支架,所述天线支架与扫描架同方向设置,所述天线支架用于固定被测的数字阵列天线。所述扫描架的控制系统控制扫描架的运动件上下运动且与数字阵列天线的位置适宜,以更好地接收到数字阵列天线发射的信号或者使得数字整列天线更好的接收探头发射的信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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