一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法、设备及介质技术

本申请公开了一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法、设备及介质，涉及雷达阵列天线领域，用以解决现有DBF相控阵雷达天线两侧信号不同频，无法获取幅度和相位进行空馈近场测试的问题。包括：发射测试时第一待测射频信号为矢量网络分析仪的射频测试信号；通过变频参考通道混频时钟信号和本振耦合口信号得到与射频测试信号相参同频的射频参考信号并得到对应幅度相位；接收测试时定向耦合器划分第二待测射频信号为两路并向空间辐射主路微波射频信号得到数字测试数据；通过变频参考通道混频支路微波射频信号、时钟信号和本振耦合口信号得到与数字测试数据相参同频的数字参考数据并确定对应幅度相位，实现空馈近场测试。实现空馈近场测试。实现空馈近场测试。

【技术实现步骤摘要】
一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法、设备及介质


[0001]本申请涉及雷达阵列天线
，尤其涉及一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]相控阵雷达天线属于雷达阵列天线，通过改变每个雷达阵列天线辐射单元的幅度实现方向图加权来改变方向图形状，通过改变每个雷达阵列天线辐射单元的相位实现方向图的电控扫描的，即方向图指向的改变，常规的相控阵雷达天线都是通过射频模拟信号实现方向图指向和形状的改变的。随着数字技术的发展，近年来DBF相控阵雷达天线越来越多，数字波束形成技术（Digital Beam Forming，DBF）是雷达天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物，通过数字信号处理在期望的方向形成发射或接收方向图波束，目前应用于相控阵雷达天线领域。DBF相控阵雷达天线与传统的有源相控阵雷达天线最大的区别在于每个天线通道的收发组件（又称T/R组件），传统的有源相控阵雷达天线是基于模拟技术的收发组件，DBF相控阵雷达天线是基于数字技术的收发组件。
[0003]基于模拟收发组件的传统的有源相控阵雷达天线由模拟收发组件相控阵天线（含波控分机）、频率综合器（提供时钟源、本振源等）、多通道接收机（提供上下变频和中频数字采样）和数字信号处理机等组成。在进行近场校准和方向图等空馈测试时，因有源相控阵雷达天线具有与天线辐射信号同频的射频信号（一般由频率综合器耦合口提供），所以在用近场测量方法对有源相控阵雷达天线的通道进行幅相校准和方向图测试时，可以用雷达射频同频信号作为矢量网络分析仪的参考通道进行S21参数的测试。
[0004]但是，基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线仅由数字收发组件相控阵天线和数字信号处理机等组成，原来传统的有源相控阵雷达天线中由频率综合器提供的频率源，在DBF相控阵雷达天线中是由DDS模块加参考时钟提供的。DBF相控阵雷达天线中每个通道用于上变频、下变频和本振源的信号已经集成到了数字收发组件中，基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线仅有数字I/O端口和参考时钟，没有同频射频端口。由于DBF相控阵雷达天线一侧天线辐射或接收的信号，与DBF相控阵雷达天线另一侧馈入的发射或接收信号不同频，矢量网络分析仪没有办法测试S21幅度和相位参数，无法得到空馈近场测试所必须的幅度、相位信息。因此，对于DBF相控阵雷达天线的空馈幅相校准和方向图测试带来巨大挑战。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法、设备及介质，用以解决现有的DBF相控阵雷达天线一侧天线辐射或接收的信号，与另一侧馈入的发射或接收信号不同频的情况下，矢量网络分析仪没有办法测试天线的幅度和相位参数，无法得到空馈近场测试所必须的幅度、相位信息的技术问题。
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法，包括：
在发射测试时，通过近场扫描架采集基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线的第一待测射频信号，并将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪中作为射频测试信号；通过变频参考通道混频所述DBF相控阵雷达天线的时钟信号和本振耦合口信号，得到与所述射频测试信号相参同频的射频参考信号，并通过所述矢量网络分析仪，测试所述射频测试信号与射频参考信号之间的比值，得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位；在接收测试时，通过定向耦合器将所述矢量网络分析仪的第二待测射频信号划分为主路微波射频信号和支路微波射频信号，并通过所述近场扫描架将所述主路微波射频信号向空间辐射，以使所述DBF相控阵雷达天线得到数字测试数据；通过所述变频参考通道对所述支路微波射频信号、时钟信号和本振耦合口信号进行混频，以得到与所述数字测试数据相参同频的数字参考数据，并根据所述数字测试数据与数字参考数据之间的比值，确定所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，实现所述DBF相控阵雷达天线的空馈近场测试。
[0007]在本申请的一种实现方式中，所述在发射测试时，通过近场扫描架采集基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线的第一待测射频信号，并将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪中作为射频测试信号，具体包括：在基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线进行发射测试时，测试工控机通过扫描架控制器对近场扫描架进行控制，并将所述近场扫描架移动至预设的采样位置；通过雷达测控台对所述DBF相控阵雷达天线进行控制，以使所述DBF相控阵雷达天线形成第一待测射频信号，并通过所述DBF相控阵雷达天线中的天线单元，将所述第一待测射频信号向空间进行辐射；通过位于所述预设的采样位置的近场扫描架中的采样探头，对所述第一待测射频信号进行采集，并通过射频电缆组件，将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪的测试通道中，以将所述第一待测射频信号作为所述DBF相控阵雷达天线的射频测试信号。
[0008]在本申请的一种实现方式中，所述通过变频参考通道混频所述DBF相控阵雷达天线的时钟信号和本振耦合口信号，得到与所述射频测试信号相参同频的射频参考信号，具体包括：测试工控机通过与雷达测控台进行通信，实现对所述DBF相控阵雷达天线的控制，并将所述DBF相控阵雷达天线所形成的第一待测射频信号的时钟信号和本振耦合口信号发送至变频参考通道中；通过所述变频参考通道，对所述时钟信号和本振耦合口信号进行混频处理，并获取混频处理后的上边带信号；将所述上边带信号发送至所述矢量网络分析仪的参考通道中，并将所述上边带信号作为所述DBF相控阵雷达天线的射频参考信号；其中，所述变频参考通道是用于将所述射频参考信号调整为与所述射频测试信号相参同频的。
[0009]在本申请的一种实现方式中，所述通过所述矢量网络分析仪，测试所述射频测试信号与射频参考信号之间的比值，得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，具体包括：测试工控机对所述矢量网络分析仪进行控制，以使所述矢量网络分析仪对测试通道中的射频测试信号以及参考通道中的射频参考信号进行采样，并测试采样后的所述射频
测试信号和射频参考信号之间的比值；根据所述比值得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，并将所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位发送至所述测试工控机，以使所述测试工控机对所述幅度和相位进行保存。
[0010]在本申请的一种实现方式中，所述在接收测试时，通过定向耦合器将所述矢量网络分析仪的第二待测射频信号划分为主路微波射频信号和支路微波射频信号，具体包括：在基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线进行接收测试时，测试工控机对所述矢量网络分析仪进行控制，并通过所述矢量网络分析仪的测试通道，将第二待测射频信号发送至定向耦合器；通过所述定向耦合器将所述第二待测射频信号按照预设比例进行划分，并得到所述第二待测射频信号对应的主路微波射频信号和支路微波射频信号；通过射频电缆组件将所述主路微波射频信号发送至所述近场扫描架的采样探头，以及通过射频电缆组件将所述支路微波射频信号发送至所述变频参考通道的射频输入口。
[0011]在本申请的一种实现方式中，所述通过所述近场扫描架将所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法，其特征在于，所述方法包括：在发射测试时，通过近场扫描架采集基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线的第一待测射频信号，并将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪中作为射频测试信号；通过变频参考通道混频所述DBF相控阵雷达天线的时钟信号和本振耦合口信号，得到与所述射频测试信号相参同频的射频参考信号，并通过所述矢量网络分析仪，测试所述射频测试信号与射频参考信号之间的比值，得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位；在接收测试时，通过定向耦合器将所述矢量网络分析仪的第二待测射频信号划分为主路微波射频信号和支路微波射频信号，并通过所述近场扫描架将所述主路微波射频信号向空间辐射，以使所述DBF相控阵雷达天线得到数字测试数据；通过所述变频参考通道对所述支路微波射频信号、时钟信号和本振耦合口信号进行混频，以得到与所述数字测试数据相参同频的数字参考数据，并根据所述数字测试数据与数字参考数据之间的比值，确定所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，实现所述DBF相控阵雷达天线的空馈近场测试。2.根据权利要求1所述的一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法，其特征在于，所述在发射测试时，通过近场扫描架采集基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线的第一待测射频信号，并将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪中作为射频测试信号，具体包括：在基于数字收发组件的DBF相控阵雷达天线进行发射测试时，测试工控机通过扫描架控制器对近场扫描架进行控制，并将所述近场扫描架移动至预设的采样位置；通过雷达测控台对所述DBF相控阵雷达天线进行控制，以使所述DBF相控阵雷达天线形成第一待测射频信号，并通过所述DBF相控阵雷达天线中的天线单元，将所述第一待测射频信号向空间进行辐射；通过位于所述预设的采样位置的近场扫描架中的采样探头，对所述第一待测射频信号进行采集，并通过射频电缆组件，将所述第一待测射频信号发送至矢量网络分析仪的测试通道中，以将所述第一待测射频信号作为所述DBF相控阵雷达天线的射频测试信号。3.根据权利要求1所述的一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法，其特征在于，所述通过变频参考通道混频所述DBF相控阵雷达天线的时钟信号和本振耦合口信号，得到与所述射频测试信号相参同频的射频参考信号，具体包括：测试工控机通过与雷达测控台进行通信，实现对所述DBF相控阵雷达天线的控制，并将所述DBF相控阵雷达天线所形成的第一待测射频信号的时钟信号和本振耦合口信号发送至变频参考通道中；通过所述变频参考通道，对所述时钟信号和本振耦合口信号进行混频处理，并获取混频处理后的上边带信号；将所述上边带信号发送至所述矢量网络分析仪的参考通道中，并将所述上边带信号作为所述DBF相控阵雷达天线的射频参考信号；其中，所述变频参考通道是用于将所述射频参考信号调整为与所述射频测试信号相参同频的。4.根据权利要求1所述的一种DBF相控阵雷达天线空馈近场测试方法，其特征在于，所述通过所述矢量网络分析仪，测试所述射频测试信号与射频参考信号之间的比值，得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，具体包括：
测试工控机对所述矢量网络分析仪进行控制，以使所述矢量网络分析仪对测试通道中的射频测试信号以及参考通道中的射频参考信号进行采样，并测试采样后的所述射频测试信号和射频参考信号之间的比值；根据所述比值得到所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位，并将所述DBF相控阵雷达天线的幅度和相位发送至所述测试工控机，以使所述测试工控机对所述幅度和相位进行保存。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝征，王涛，朱剑平，
申请(专利权)人：北京中科睿信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：