一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及微波暗室天线测试技术领域，公开了一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，包括：天线架、天线阵、升降梯，所述的天线架是一个以远场测试距离为半径的圆弧天线架，天线架上设置有等间距安装窄频率段圆极化天线，天线架设置在升降梯的顶端；所述圆弧天线架以远场测试距离半径的一段圆弧形架子作为天线架的前骨架，前骨架与平直的后骨架中间设置有固定横条来加固天线架，天线架的中心处为主支撑点固定在升降梯上。本实用新型专利技术能够方便、快捷、准确、高效进行测试。克服了在微波暗室天线测试中天线数目多、起落升降次数多的缺陷，极大缩短了时间，简化了操作，提高了宽频段圆极化天线远场测试系统的测试效率。圆极化天线远场测试系统的测试效率。圆极化天线远场测试系统的测试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统


[0001]本技术涉及微波暗室的天线测试
，尤其涉及一种高精度宽频段圆极化天线的测试系统，能够方便、快捷、准确、高效进行测试。

技术介绍

[0002]天线的高精度测试需要在微波暗室内进行，微波暗室是一个能够屏蔽外界电磁干扰、抑制内部电磁多路径反射、对电磁波几乎全部吸收的电磁测量环境。依据《GJB3071
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97雷达天线分系统性能测试方法》，远场测试的测试距离按照(1)，(2)计算：
[0003]R≥2(D+d)2/λ
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(1)
[0004]在d<<D时，R≥2D2/λ
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(2)
[0005]式中：D为被测天线口径(等效口径)最大尺寸，m；d为源天线口径(等效口径)尺寸，m；λ为最短工作波长，m；R为源天线和被测天线几何中心之间的距离，m。
[0006]所谓极化，是指在波的传播方向垂直平面内，电场矢量变化一周期矢端所描述的轨迹，如果矢端所描述的轨迹是直线，则称为线极化；如果矢端所描述的轨迹是圆，则称为圆极化；如果矢端所描述的轨迹是椭圆，则称为椭圆极化。
[0007]椭圆极化轴比定义为长轴与短轴之比，用r表示，则用分贝表示的轴比AR为：
[0008]AR＝20log(R)
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(3)
[0009]圆极化和线极化是椭圆极化的两种特殊情况，即当r＝1或AR＝0dB时为圆极化；当r＝∞或AR＝∞时，为线极化。任意圆极化可以分解为线极化波或圆极化波所组成，因此椭圆计划天线增益可表示为：
[0010]G＝10log(G
a
+G
b
)
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(4)
[0011]式中，G
a
和G
b
分别表示正交极化分量的部分增益。对线极化分解法，G
a
和G
b
分别表示长轴部分增益和短轴部分增益；对圆极化分解法，G
a
和G
b
分别表示振幅较大圆极化部分增益和振幅较小部分增益。
[0012]圆极化天线的高精度测试需要轴比好的圆极化源天线，只有把圆极化天线的频段做的足够窄，轴比才会足够好，轴比r才能无限的接近于1，因此宽频段圆极化天线的高精度测试往往需要数目比较多的窄频段圆极化源天线。通常，在微波暗室D内架设的远场测试系统，在一维方向转台上架设标准增益天线C或被测试宽频段天线，在升降梯B上架设窄频段天线A。为满足远场测试条件，需要满足远场距离、等高架设、极化一致等测试要求，架设完毕后，需进行方向光学对准，然后进行测试。如图1所示，使用例子：一个频率为(2
‑
12)GHz宽带圆极化天线，测试需要14个窄频段圆极化源天线，其中包括7个左旋圆极化天线，7个右旋圆极化天线。在测试过程，每测试完一组数据要更换另一个窄频段圆极化源天线，就需要降下升降梯，拆装替换另一个窄频段天线，然后升起升降梯，再次进行天线对准，然后进行测试，原测试条件与方法存在的主要问题：一是需要配合的人力多，需要多人配合进行升降梯的升降，天线的拆卸与安装；二是花费的时间长，升降及拆装天线需要花费大量时间，效率低下。

技术实现思路

[0013]为了克服
技术介绍
的不足，本技术提供一种基于微波暗室的高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，可以更加方便、快捷、准确、高效的对宽频段天线进行测试，极大缩短了测试时间，可以将升降次数有原来的14次，使用上例中数据变为现在的1次，节约升降安装时间超过90％，一次安装完毕所有测试天线，架设完毕后，不用重复起落升降架，只需软件操作即可实现天线的选通，减少了操作人员，提高了自动化水平及测试效率。
[0014]为实现上述专利技术目的，本技术采用技术方案如下：
[0015]一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，包括：天线架、天线阵、升降梯，所述的天线架是一个以远场测试距离为半径的圆弧天线架，天线架上设置有等间距安装窄频率段圆极化天线，天线架设置在升降梯的顶端；所述圆弧天线架以远场测试距离半径的一段圆弧形架子作为天线架的前骨架，前骨架与平直的后骨架中间设置有固定横条来加固天线架，天线架的中心处为主支撑点固定在升降梯上；
[0016]所述前骨架以主支撑点为中点，两边对称设置不同极化的天线，包括左旋圆极化天线组、右旋圆极化天线组；所述左旋圆极化天线组由左旋圆极化天线1至左旋圆极化天线7组成，右旋圆极化天线由右旋圆极化天线1'至右旋圆极化天线7'组成，每个左旋圆极化天线和右旋圆极化天线通过天线固定点固定在前骨架圆弧上；
[0017]所述左旋圆极化天线组、右旋圆极化天线组的每个天线按低频段天线比较大，高频段天线比较小，及重心平衡的技术，从中间到两边依次是从低频到高频天线的次序设置。
[0018]所述左旋圆极化天线组、右旋圆极化天线组与天线阵电路相连，天线阵电路由射频切换开关矩阵、功放、信号源组成。
[0019]一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，所述射频切换开关矩阵，包括三选一射频开关SP3T、五选一射频开关SP5T，所述三选一射频开关SP3T的三个输出端分别通过射频线缆与五选一射频开关SP5T相连，每个五选一射频开关SP5T的五个输出端分别通过射频线缆与对应的负载——天线相连；三选一射频开关SP3T的输入端通过射频线缆与功放电路相连；三选一射频开关SP3T放置天线架中心处，每个五选一射频开关SP5T放置在3个等分区域的中心位置；所述射频选择开关矩阵为工控机控制，工控机上继电器板为RS485通信接口，用于操作实现对不同频率和极化窄频率天线的选择。
[0020]采用所述的技术方案，本专利技术具有如下的优越性：
[0021]一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，克服了在微波暗室天线测试中，圆极化源天线数目多，需要多次起落升降梯及更换源天线，需要多人操作的弊端，一次安装完毕所有测试天线，架设完毕后，不用重复起落升降架，只需软件操作即可实现窄频段圆极化源天线的选通，极大缩短了时间，简化了操作，提高了系统的自动化程度，极大提高了宽频段圆极化天线远场测试系统的测试效率。
附图说明
[0022]图1为原微波暗室天线测试系统示意图；
[0023]图2为天线架设计方案图；
[0024]图3为天线射频开关矩阵图。
具体实施方式
[0025]如图2、3所示，一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，所述的升降梯上的天线架，是一个以远场测试距离为半径的圆弧天线架，天线架上可以等间距安装窄频率段圆极化天线，天线架能够安装在升降梯的顶端，在升降梯升起后，要保证安装的源天线轴线能够保持水平发射信号，与标准天线或者被测试天线的轴线在同一平面内，且方向指向一维转台的标准增益天线/被测宽带天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度宽频段圆极化天线远场测试系统，其特征是：包括：天线架、天线阵、升降梯，所述的天线架是一个以远场测试距离为半径的圆弧天线架，天线架上设置有等间距安装窄频率段圆极化天线，天线架设置在升降梯的顶端；所述圆弧天线架以远场测试距离半径的一段圆弧形架子作为天线架的前骨架，前骨架与平直的后骨架中间设置有固定横条来加固天线架，天线架的中心处为主支撑点固定在升降梯上；所述前骨架以主支撑点为中点，两边对称设置不同极化的天线，包括左旋圆极化天线组、右旋圆极化天线组；所述左旋圆极化天线组由左旋圆极化天线1至左旋圆极化天线7组成，右旋圆极化天线由右旋圆极化天线1'至右旋圆极化天线7'组成，每个左旋圆极化天线和右旋圆极化天线通过天线固定点固定在前骨架圆弧上；所述左旋圆极化天线组、右旋圆极化天线组的每个天线按低频段天线比较大，高频段天线比较小，及重心平衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，高军山，陈前荣，杨茂松，云雷，赵明阳，刘鹏军，傅亦源，肖本龙，牛凤梁，何永刚，黎泽龙，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八九二部队，
类型：新型
国别省市：