一种环行组件射频链路匹配性能测试方法和系统与流程

本发明涉及微波天线测试领域，特别涉及一种环行组件射频链路匹配性能测试方法和系统。

背景技术：

1、近几十年来，雷达天线隐身技术发展迅速，经过隐身设计的辐射阵面的rcs量级已经有了显著的降低。然而下一代战机对隐身指标提出了更高的要求，这给未来雷达天线的隐身设计提出了极大的挑战。辐射阵面位于机头的前端，其隐身设计是雷达天线系统隐身设计的关键。辐射阵面的电磁散射通常可以分为三类：模式项散射、结构项散射以及随机散射，其中经辐射器匹配端口反射并由辐射器二次辐射出去的电磁散射成为模式项散射。

2、模式项散射仅与端口匹配相关，在实际设计中所能采取的隐身措施较少，辐射阵元的高性能匹配设计是当前雷达辐射阵面模式项散射唯一的抑制手段，通过提高辐射阵元的有源驻波要求，能够有效的降低辐射阵面的模式项散射。随着隐身指标的提高以及系统对低损耗射频链路的需求，如何进一步提升通道链路的匹配特性是一个需要解决的问题，在目前的匹配设计中，一般仅考虑辐射器馈电端口处的匹配特性，而在实际情况中，辐射器后端的还存在环行组件、开关组件、放大芯片等器件。如何通过控制整个链路的多级匹配特性是当前模式项散射控制中的难点。

3、环行组件组成一般包括磁性器件、电路结构、吸波体等，属磁性有耗器件且匹配性能随频段波动较大，通常有多个射频端口和负载端口。环行组件常用于天线阵面接收链路与发射链路，这两种链路路径是不相同的，能量进入环行组件内部后环行单向传输，其反射回波性能和损耗主要由公共端接口的匹配状况和其内部链路决定，这与阵面的低rcs性能以及低损耗射频链路息息相关。近年来，环行组件内部器件和电路结构在多轮材料革新和设计迭代基础上已经实现数个倍频的宽带工作。然而，当环行组件与其他组件相互集成设计时，其端口的匹配状态一直难以有效衡量，缺少相应的检测方法和相关技术，这与未来环行组件大批量应用场景是不相符的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种环行组件射频链路匹配性能测试方法和系统，以解决现有技术中微波器件与环行组件集成前后的匹配性能测试方法复杂、准确度较低的技术问题。该方法包括：

2、定义所述公共端为第一端口，所述接收端为第二端口，所述发射端为第三端口，其中，所述第一端口用于与微波器件集成；

3、定义发射链路为能量从第三端口传输至第一端口，定义接收链路为能量从第一端口传输至第二端口；

4、通过第一端口将所述环行组件与所述微波器件进行集成前，获得第一端口的反射系数s11、第三端口至第一端口传输系数s13、第一端口至第二端口传输系数s21、第三端口至第二端口传输系数s23；

5、通过所述第一端口将所述环行组件与所述微波器件进行集成后，获得第三端口至第二端口传输系数s23'；

6、通过矢量计算获得第一端口处于发射态的反射系数s11’和第一端口处于接收态的反射系数s11”，根据s11’和s11”获得所述环行组件与所述集成组件集成后射频链路的匹配性能。

7、进一步的，第一端口处于发射态的反射系数s11’的矢量计算方法如下：

8、s11’＝(s23’-s23)/(s13×s21)

9、进一步的，第一端口处于接收态的反射系数s11”矢量计算方法如下：

10、s11”＝1-s21×s13/(s23’-s23+s21×s13/(1-s11))

11、进一步的，定义发射链路为能量从第三端口传输至第一端口、接收链路为能量从第一端口传输至第二端口之后，获得所述发射链路和接收链路的信号流图。

12、进一步的，在所述信号流图中，当前端口存在自闭环时，将所述当前端口的散射参数乘以1/(1-s)，对所述自闭环进行消去处理，基于消去处理之后的所述信号流图获得反射系数s11’和反射系数s11”的矢量计算方法。

13、进一步的，根据所述反射系数s11’和所述反射系数s11”获得驻波曲线图，将所述驻波曲线图和仿真结果曲线图进行比对，获得所述射频链路的性能测试结果。

14、本发明实施例还提供了一种环行组件射频链路匹配性能测试系统，以解决现有技术中微波器件与环行组件集成前后的匹配性能测试方法复杂、准确度较低的技术问题。该系统包括：

15、第一定义模块，所述第一定义模块用于定义所述公共端为第一端口，所述接收端为第二端口，所述发射端为第三端口，其中，所述第一端口用于与微波器件集成；

16、第二定义模块，所述第二定义模块用于定义发射链路为能量从第三端口传输至第一端口，定义接收链路为能量从第一端口传输至第二端口；

17、第一系数获取模块，所述系数获取模块用于通过第一端口将所述环行组件与所述微波器件进行集成前，获得第一端口的反射系数s11、第三端口至第一端口传输系数s13、第一端口至第二端口传输系数s21、第三端口至第二端口传输系数s23；

18、第二系数获取模块，所述第二系数获取模块用于通过所述第一端口将所述环行组件与所述微波器件进行集成后，获得第三端口至第二端口传输系数s23’；

19、测试结果获取模块，所述测试结果获取模块用于通过矢量计算获得第一端口处于发射态的反射系数s11’和第一端口处于接收态的反射系数s11”，根据s11’和s11”获得所述环行组件与所述集成组件集成后射频链路的匹配性能。

20、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过提出一种s参数综合测试方法，用以检测微波器件与环行组件集成后射频链路匹配性能。在微波器件与环行组件集成后，电路无需引出其他射频接口，仅通过环行组件固有端口s参数集成前后的测试结果进行矢量综合，即可得到集成后链路的匹配性能，简单易操作，在环行组件批量集成生产中，能够快速检出不良通道，增强研制测试准确度，降低测试复杂度和时间成本，为提高射频孔径集成能力奠定技术基础，达到国内先进水平。

技术特征：

1.一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其中，所述环行组件包括公共端、接收端和发射端，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其特征在于，第一端口(1)处于发射态的反射系数s11’的矢量计算方法如下：

3.根据权利要求1所述的一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其特征在于，第一端口(1)处于接收态的反射系数s11”矢量计算方法如下：

4.根据权利要求1所述的一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其特征在于，定义发射链路为能量从第三端口(3)传输至第一端口(1)、接收链路为能量从第一端口(1)传输至第二端口(2)之后，获得所述发射链路和接收链路的信号流图。

5.根据权利要求4所述的一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其特征在于，在所述信号流图中，当前端口存在自闭环时，将所述当前端口的散射参数乘以1/(1-s)，对所述自闭环进行消去处理，基于消去处理之后的所述信号流图获得反射系数s11’和反射系数s11”的矢量计算方法。

6.根据权利要求1所述的一种环行组件射频链路匹配性能测试方法，其特征在于，根据所述反射系数s11’和所述反射系数s11”获得驻波曲线图，将所述驻波曲线图和仿真结果曲线图进行比对，获得所述射频链路的性能测试结果。

7.一种环行组件射频链路匹配性能测试系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种环行组件射频链路匹配性能测试方法和系统，用以检测微波器件(集成器件)与环行组件集成后射频链路匹配性能。在微波器件与环行组件集成后，电路无需引出其他射频接口，仅通过对环行组件集成前后S参数测试结果，进行矢量综合，即可得到集成后链路的匹配性能。解决了现有技术中微波器件与环行组件集成前后的匹配性能测试方法复杂、准确度较低的技术问题。

技术研发人员：郭星辰,陈敏,徐桐
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12