反射面干涉仪的测试及校正装置及方法
【专利摘要】本发明提出了一种反射面干涉仪的测试及校正装置及方法，包括：待测的反射面干涉仪安装于接收高台上；发射高台位于反射面天线的反射面波束指向方向上，在发射高台上安装喇叭，喇叭与反射面天线相对设置；在测试前，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接干涉仪第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准。再将与第二端口相连的电缆与干涉仪的其他接收通道相连，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。本发明简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。
【专利说明】
反射面干涉仪的测试及校正装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及干涉仪技术领域，特别涉及一种反射面干涉仪的测试及校正装置及方法。
【背景技术】
[0002]测向侦察领域中，干涉仪通过多通道接收目标方向电磁波，并比较通道间的相位差的方法确定目标的方位。对于每一套干涉仪需要测量各个通道的固有相位差，提供系统校正数据。其中，天线自身各通道之间的相位差必须采用外校正的方法予以解决。
[0003]常用的外校正的方法包括以下两种:
[0004](I)暗室近场法。该方法需要占用暗室，且要在覆盖反射面的一定截断角的范围内，对每个通道逐一扫描采样和反演计算。其缺点是需要专业场地和测试设备，测试时间长且测试费用高。
[0005](2)室外远场法。在满足远场距离要求的条件下，架设发射天线，人为模拟目标来波的工作状态，记录待测天线各通道间的相位差作为校正数据。其缺点是需要远场场地和收发天线精确对准，需要理想的电磁环境和高超的测绘技术。
[0006]发明专利CN105157838A公开了一种干涉仪定镜动态自校正的装置，可以快速对定镜动态自校正，消除了对高精度机械轴承的依赖和光谱仪定期重复校正的需要。但是，该技术方案不适用于测向侦察领域的大尺寸多通道天线的校正。
【发明内容】
[0007]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0008]为此，本发明的目的在于提出一种反射面干涉仪的测试及校正装置及方法，可以简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。
[0009]为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种反射面干涉仪的测试及校正装置，包括:接收高台，其中，待测的反射面干涉仪安装于所述接收高台上;发射高台，其中，所述发射高台位于所述反射面天线的反射面波束指向方向上，在所述发射高台上安装喇口八，所述喇叭与所述反射面天线相对设置，其中，在所述反射面天线和所述喇叭之间铺设有吸波材料;矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪的第一端口通过电缆与所述喇叭的输入端相连，所述矢量网络分析仪的第二端口通过电缆与所述干涉仪的一个接收通道的输出端相连，其中，在测试前，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接干涉仪第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准。再将与第二端口相连的电缆与干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0010]进一步，所述喇机的高度与所述反射面天线的高度相当。
[0011]进一步，所述喇叭的波束指向所述反射面天线的中心，喇叭口面与所述干涉仪的基线平行，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离符合中场测试要求，其中，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离为以赋形方向尺寸计算的远场距离的15%至25%。
[0012]进一步，在所述反射面天线和所述喇叭的连线中部铺设所述吸波材料。
[0013]进一步，所述吸波材料尺寸符合以下条件:平行于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于0.5米，垂直于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。
[0014]根据本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正装置，简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。本发明仅需在中场条件下测试，与暗室测试法相比具有设备简易的特点，与室外远场测试法相比，场地大为缩减(减小至15%_25%)，节省了部分设备，例如省去了功率放大器和辅助参考通道设备，场地和结构均大为简化。
[0015]本发明另一方面的实施例还提出一种反射面干涉仪的测试及校正方法，包括如下步骤:
[0016]步骤SI，在测试环境中，架设接收高台和发射高台；
[0017]步骤S2，将待测的反射面干涉仪安装于所述接收高台上，将喇叭安装于所述发射高台上，其中，所述喇叭与所述反射面天线相对设置；
[0018]步骤S3，在所述反射面天线和所述喇叭之间铺设有吸波材料；
[0019]步骤S4，将所述喇叭的输入端与所述矢量网络分析仪的第一端口通过电缆相连，将所述干涉仪的一个接收通道的输出端与所述矢量网络分析仪的第二端口通过电缆相连；
[0020]步骤S5，在测试前，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接反射面干涉仪的第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，再将与矢量网络分析仪的第二端口相连的电缆与反射面干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0021]进一步，所述喇叭的高度与所述反射面天线的高度相当。
[0022]进一步，所述喇叭的波束指向所述反射面天线的中心，喇叭口面与所述干涉仪的基线平行，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离符合中场测试要求，其中，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离为以赋形方向尺寸计算的远场距离的15%至25%。
[0023]进一步，在所述反射面天线和所述喇叭的连线中部铺设所述吸波材料。
[0024]进一步，所述吸波材料尺寸符合以下条件:平行于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于0.5米，垂直于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。
[0025]根据本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正方法，简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。本发明仅需在中场条件下测试，与暗室测试法相比具有设备简易的特点，与室外远场测试法相比，场地大为缩减(减小至15%_25%)，节省了部分设备，例如省去了功率放大器和辅助参考通道设备，场地和结构均大为简化。
[0026]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0027]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0028]图1为根据本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正装置的结构图；
[0029]图2为根据本发明一个实施例的反射面干涉仪的测试及校正方法的流程图；
[0030]图3为根据本发明另一个实施例的反射面干涉仪的测试及校正方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0032]本发明利用中场波瓣近似远场波瓣和抑制多径的原理，提出了一种反射面干涉仪的测试及校正装置及方法，可以实现测向侦察领域的反射面干涉仪的校正，特别是对反射面干涉仪天线的外场中场的校正方法。
[0033]如图1所示，本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正装置，包括:接收高台1、发射高台2、喇叭3和矢量网络分析仪4，将该反射面干涉仪的测试及校正装置放置于外场测试环境。
[0034]具体地，接收高台I上安装有待测的反射面干涉仪5。在本发明的一个实施例中，反射面干涉仪5的下缘与地面的距离应不小于50个波长。
[0035]发射高台2位于反射面干涉仪5的反射面波束指向方向上，在发射高台2上安装喇叭3，喇叭3与反射面干涉仪5相对设置。
[0036]在本发明的一个实施例中，喇叭3的高度与反射面干涉仪5)的高度相当。并且，反射面干涉仪5与喇叭3之间的距离符合中场测试要求，以赋形方向尺寸计算的远场距离的15 %至25 %。喇叭3的波束指向反射面干涉仪5的中心，喇机3 口面与反射面干涉仪5的基线平行。
[0037]并且，反射面干涉仪5和喇叭3之间铺设有吸波材料。
[0038]优选的，在反射面干涉仪5和喇叭3的连线中部铺设吸波材料。吸波材料尺寸符合以下条件:平行于反射面干涉仪5和喇叭3的连线方向等于或大于0.5米，垂直于反射面干涉仪5和喇叭3的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。
[0039]矢量网络分析仪的第一端口Al通过电缆与喇叭3的输入端相连，矢量网络分析仪的第二端口 A2通过电缆与反射面干涉仪5的一个接收通道(记为通道I)的输出端相连。
[0040]在测试前，矢量网络分析仪用于通过第一端口Al通过电缆连接喇叭3，第二端口通过电缆连接反射面干涉仪5的第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，再将与第二端口相连的电缆与反射面干涉仪5的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正
[0041]并利用喇叭3的数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，以与反射面干涉仪5相连的接收通道作为基准校准，将该接收通道即为基准通道，将与第二端口 A2相连的电缆与反射面干涉仪5的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性Q1，i = I，2...η。根据基准通道(通道I)的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0042]根据本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正装置，简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。本发明仅需在中场条件下测试，与暗室测试法相比具有设备简易的特点，与室外远场测试法相比，场地大为缩减(减小至15%-25%)，节省了部分设备，例如省去了功率放大器和辅助参考通道设备，场地和结构均大为简化。
[0043]如图2所示，本发明实施例提供的发射面干涉仪的测试及校正方法，包括如下步骤:
[0044]步骤SI，在测试环境中，架设接收高台和发射高台；
[0045]步骤S2，将待测的反射面干涉仪安装于接收高台上，将喇叭安装于发射高台上，其中，喇叭与反射面天线相对设置。
[0046]在本发明的一个实施例中，反射面天线的下缘与地面的距离应不小于50个波长。
[0047]在本发明的一个实施例中，喇叭的高度与反射面天线的高度相当。并且，反射面天线与喇叭之间的距离符合中场测试要求，以赋形方向尺寸计算的远场距离的15%至25%。喇叭的波束指向反射面天线的中心，喇叭口面与干涉仪的基线平行。
[0048]步骤S3，在反射面天线和喇叭之间铺设有吸波材料。
[0049]优选的，在反射面天线和喇叭的连线中部铺设吸波材料。
[0050]在本发明的一个实施例中，吸波材料尺寸符合以下条件:平行于反射面天线和喇叭的连线方向等于或大于0.5米，垂直于反射面天线和喇叭的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。
[0051 ]步骤S4，将喇叭的输入端与矢量网络分析仪的第一端口通过电缆相连，将干涉仪的一个接收通道的输出端与矢量网络分析仪的第二端口通过电缆相连；
[0052]步骤S5，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接反射面干涉仪的第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，再将与矢量网络分析仪的第二端口相连的电缆与反射面干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0053]具体地，在测试前，由矢量网络分析仪通过第一端口接收来自喇叭的数据，并利用传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，以与干涉仪相连的接收通道作为基准校准，将该接收通道作为基准通道，将与矢量网络分析仪的第二端口相连的电缆与干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性Θi，i = I，2...η。根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0054]图3为根据本发明另一个实施例的反射面干涉仪的测试及校正方法的流程图。
[0055]步骤S201，架设反射面。
[0056]步骤S202，架设喇叭。
[0057]步骤S203，调整反射面和喇叭的相对位置关系。
[0058]步骤S204，铺设吸波材料。
[0059]步骤S205，连接矢量网络分析仪。
[0060]步骤S206，以与干涉仪相连的接收通道(通道I)作为基准校准。
[0061 ]步骤S207，连接反射面一侧电缆至待校正端口。
[0062]将与第二端口相连的电缆与干涉仪的其他接收通道相连。
[0063]步骤S208，记录该端口工作频段内相位值。
[0064]记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性9i，i= I，2...η。
[0065]步骤S209，判断校正是否完成，如果是，则结束测试，否则返回步骤S207。
[0066]根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。
[0067]根据本发明实施例的反射面干涉仪的测试及校正方法，简化反射面干涉仪天线的校正内容和对测试条件的要求，提高校正效率，尤其适用于大尺寸多通道天线的校正，可用于测向侦察领域。本发明仅需在中场条件下测试，与暗室测试法相比具有设备简易的特点，与室外远场测试法相比，场地大为缩减(减小至15%_25%)，节省了部分设备，例如省去了功率放大器和辅助参考通道设备，场地和结构均大为简化。
[0068]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0069]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种反射面干涉仪的测试及校正装置，其特征在于，包括: 接收高台，其中，待测的反射面干涉仪安装于所述接收高台上； 发射高台，其中，所述发射高台位于所述反射面天线的反射面波束指向方向上，在所述发射高台上安装喇叭，所述喇叭与所述反射面天线相对设置，其中，在所述反射面天线和所述喇叭之间铺设有吸波材料； 矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪的第一端口通过电缆与所述喇叭的输入端相连，所述矢量网络分析仪的第二端口通过电缆与所述干涉仪的一个接收通道的输出端相连， 其中，在测试前，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接反射面干涉仪的第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，再将与矢量网络分析仪的第二端口相连的电缆与反射面干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。2.如权利要求1所述的反射面干涉仪的测试及校正装置，其特征在于，所述喇叭的高度与所述反射面天线的高度相当。3.如权利要求1或2所述的反射面干涉仪的测试及校正装置，其特征在于，所述喇叭的波束指向所述反射面天线的中心，喇叭口面与所述干涉仪的基线平行， 所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离符合中场测试要求，其中，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离为以赋形方向尺寸计算的远场距离的15%至25%。4.如权利要求1所述的反射面干涉仪的测试及校正装置，其特征在于，在所述反射面天线和所述喇叭的连线中部铺设所述吸波材料。5.如权利要求1或4所述的反射面干涉仪的测试及校正装置，其特征在于，所述吸波材料尺寸符合以下条件:平行于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于0.5米，垂直于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。6.—种反射面干涉仪的测试及校正方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤SI，在测试环境中，架设接收高台和发射高台； 步骤S2，将待测的反射面干涉仪安装于所述接收高台上，将喇叭安装于所述发射高台上，其中，所述喇叭与所述反射面天线相对设置； 步骤S3，在所述反射面天线和所述喇叭之间铺设有吸波材料； 步骤S4，将所述喇叭的输入端与所述矢量网络分析仪的第一端口通过电缆相连，将所述干涉仪的一个接收通道的输出端与所述矢量网络分析仪的第二端口通过电缆相连； 步骤S5，在测试前，矢量网络分析仪第一端口通过电缆连接喇叭，第二端口通过电缆连接反射面干涉仪的第一个通道，以矢量网络分析仪的传输数据对矢量网络分析仪的传输特性进行校准，再将与矢量网络分析仪的第二端口相连的电缆与反射面干涉仪的其他接收通道相连，记录每个接收通道在工作频段内的传输相位特性，根据基准通道的传输相位特性对其他接收通道的传输相位特性进行校正。7.如权利要求6所述的反射面干涉仪的测试及校正方法，其特征在于，所述喇叭的高度与所述反射面天线的高度相当。8.如权利要求6或7所述的反射面干涉仪的测试及校正方法，其特征在于，所述喇叭的波束指向所述反射面天线的中心，喇叭口面与所述干涉仪的基线平行 所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离符合中场测试要求，其中，所述反射面天线与喇叭收发系统之间的距离为以赋形方向尺寸计算的远场距离的15%至25%。9.如权利要求6所述的反射面干涉仪的测试及校正方法，其特征在于，在所述反射面天线和所述喇叭的连线中部铺设所述吸波材料。10.如权利要求6或9所述的反射面干涉仪的测试及校正方法，其特征在于，所述吸波材料尺寸符合以下条件:平行于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于0.5米，垂直于所述反射面天线和所述喇叭的连线方向等于或大于反射面的宽度的一半。
【文档编号】G01S3/02GK105911515SQ201610209550
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】高初, 邹顺, 李彦栓, 臧永东, 陈明
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所