紧缩场天线测试系统的制作方法

1.本实用新型涉及天线测试技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种紧缩场天线测试系统。


背景技术：

2.天线是现代军用或民用通信和侦查装备的信息发射和接收核心装备，无论是移动通信、卫星通信、雷达、导引头、电子干扰机和敌我识别系统等，均离不开各种类型天线。近年来，随着技术、工艺和材料科学的突破，天线作为通信和雷达的重要组成部分也获得了很大的发展，发展出很多新型天线，比如天线阵列、天线阵面以及有源相控阵天线等新体制天线，其方向性、零深、增益等性能指标都有了很大地提高，并发展出多波束、任意波束、波束赋型等新技术，这就对天线的测试设备和相应的测试技术提出了非常高的要求。天线的设计制造技术和测试技术己并行成为发展天线产业的核心和关键，不论是天线的研制、生产、以及性能评估都离不开天线测试系统。
3.天线远场测试能够直接获得最直观的天线增益和方向图等性能指标，是天线测试的首选方法。随着通信技术的蓬勃发展，通信频率进入毫米波波段，天线口径也越来越大，天线测试的远场距离也逐步拓展，位于室内暗室的远场测试系统往往不满足测试要求。为了满足大口径毫米波天线的测试需求，需采用间接的远场测试方法，即近场测试或紧缩场测试方法。现有紧缩场测试方法所采用的测试系统结构比较复杂，成本较大，不利于推广使用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在提供结构简单、成本较低的紧缩场天线测试系统。
5.为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种紧缩场天线测试系统，用于检测待测天线的紧缩场参数，其包括：测试暗箱及均设于暗箱内的紧缩场馈源、反射面和测试机器人，所述紧缩场馈源设于反射面与测试机器人之间并用于发射电磁波用作测试信号，所述反射面用于将紧缩场馈源发射的电磁波转换为平面波并形成紧缩场静区，所述测试机器人用于携带待测天线进行空间运动，并可使待测天线处于平面波的静区内。
7.可选地，所述反射面为抛物反射面，所述紧缩场馈源位于所述抛物反射面的下方且其信号发射方向朝向抛物反射面。
8.可选地，所述紧缩场馈源的两侧各设有吸波挡板，其中一吸波挡板设于抛物反射面的下方，另一吸波挡板设于测试机器人的前方。
9.可选地，所述测试暗箱包括内部贴设有吸波材料的箱体和与箱体铰接的暗箱屏蔽门。较佳地，所述吸波材料为聚氨酯吸波海绵。
10.进一步地，还包括伺服控制柜，所述伺服控制柜设于测试暗箱外并通过通信线缆与测试机器人连接。
11.进一步地，还包括网络分析仪，所述网络分析仪一端口与所述紧缩场馈源连接，另一端口用于连接到待测天线。
12.进一步地，还包括显控设备，所述显控设备与所述网络分析仪连接。
13.可选地，所述网络分析仪的两端口各自连接有扩频模块。
14.可选地，所述暗箱的尺寸为2.5m
×
2m
×
2m，所述反射面的尺寸为0.5m
×
0.5m。
15.可选地，所述测试机器人为工业六轴机器人。
16.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的紧缩场天线测试系统采用暗箱、紧缩场馈源、反射面和测试机器人构成，由馈源和反射面在暗室内形成平面波辐射，由伺服机器人携带待测天线完成运动扫描，测试机器人极化轴旋转，多次重复方位轴旋转测试，即可得到各个截面的天线远场方向图，测试系统结构简单，成本较低；另外，测试机器人可实现天线多自由度调整，可满足多种天线性能测试，适用范围较广。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
18.图1为本实用新型一种实施例提供的紧缩场天线测试系统的结构示意图；
19.图2为图1所示紧缩场天线测试系统另一视角的结构示意图；
20.图3为图1所示紧缩场天线测试系统的内部结构示意图。
具体实施方式
21.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。
22.应当理解，本实用新型的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本实用新型的范围在此方面不受限制。
23.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“连接”可以是直接相接，也可是通过中间部件(元件)间接连接。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
24.如图1至图3所示，本实用新型涉及一种紧缩场天线测试系统，可用于测试毫米波天线(下称“待测天线”)的紧缩场性能参数，包括且不限于波束宽度、副瓣电平、前后比、交叉极化等参数，所述待测天线为无源天线、双极化天线、圆极化天线或多波束天线。本实用新型的紧缩场天线测试系统具有结构简单、可实现天线多自由端微调，支持待测天线相位中心调整功能，测试结果更为精确，成本也较低的特点。
25.所述紧缩场天线测试系统包括测试测试暗箱1、紧缩场馈源22、反射面、测试机器人21、伺服控制柜12、显控设备13及网络分析仪27，所述紧缩场馈源22、发射面和测试机器
人21均设于测试暗箱1内，所述伺服控制柜12、网络分析仪27及显控设备13均设于测试暗箱1外，并且显控设备13与伺服控制柜12和网络分析仪27均电连接。
26.所述测试暗箱1尺寸优选为2.5m
×
2m
×
2m，包括箱体和与箱体铰接的暗箱屏蔽门11。箱体室内各墙壁贴装如聚氨酯吸波海绵的吸波材料，以降低墙壁的背景反射电平，模拟开放空间的无反射特性。为了达到保密和减少外界干扰的目的，还在测试暗室的墙壁内铺设了屏蔽网，从而使得无回波室可以很好地满足天线性能、目标特性、电磁兼容等各种电磁测量需求。
27.所述紧缩场馈源22可采用波纹喇叭馈源，用于发射用作测试信号的电磁波。所述波纹喇叭馈源设于测试机器人21与反射面之间，并且其信号的辐射方向朝向反射面。
28.所述反射面可以为抛物反射面20或凸透镜，在本实施例中采用高精度、高平滑度的抛物反射面20，其尺寸为0.5m
×
0.5m。反射面设于所述波纹喇叭馈源的斜上方，并且其焦点与馈源的相位中心重合，用于将波纹喇叭馈源发射的电磁波转换为平面波且形成静区24。为了降低反射面边缘的绕射和散射，反射面边缘采用锯齿或卷边处理，从而降低绕射和散射对静区24的影响。一般地，边齿长度约为5λ，卷边也采用5λ的过渡。
29.所述测试机器人21优选为工业六轴机器人，具有多轴转台和机械臂，用于抓取待测天线23并驱动其进行空间活动，以带动待测天线移动到静区24内进行检测，并且可以实现天线极化、俯仰角和方位角等多自由度微调功能，支持待测天线相位中心调整功能。
30.所述伺服控制柜12通过通信线缆与工业六轴机器人通信连接，用于输出控制信号控制机器人的运动轨迹，实现可视化运动状态监控。
31.所述网络分析仪27一端口与紧缩场馈源22连接，另一端口与待测天线连接，以通过紧缩场馈源22向测试暗箱1内空间发射测试信号，并接入由待测天线接收的信号，或者，待测天线处于发射状态，测试天线处于接收状态，通过显控设备13控制网络分析仪27，读取s12或s21参数即可实现测试收和发的转换，无需人工调整硬件系统。
32.本实用新型中，由馈源和反射面在暗室内形成平面波辐射，由伺服机器人携带待测天线完成运动扫描，测试机器人21极化轴旋转，多次重复方位轴旋转测试，即可得到各个截面的天线远场方向图。网络分析仪27放置在测试暗箱1外部，伺服控制柜12和显控设备13也放置于测试暗箱1外部，以便于观察和操控。
33.对于18
‑
40ghz的天线测试可直接使用网络分析仪27进行数据采集，对于40
‑
110ghz的天线，需要插入扩频模块26实现测试。进一步地，所述测试系统还包括一对扩频模块26，该对扩频模块26分别连接于网络分析仪27两个端口，对应连接到紧缩场馈源22和待测天线上。
34.所述紧缩场馈源22的两侧各设有吸波挡板25，其中一吸波挡板25设于抛物反射面20的下方，另一吸波挡板25设于测试机器人21的前方，降低抛物反射面20的支撑结构和测试机器人21本体对测试信号反射影响测试结果。
35.以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中实用新型的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
36.尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。