[发明专利]一种二次雷达机载相控阵天线方向图的测试系统和方法

说明书

本发明公开了一种二次雷达机载相控阵天线方向图的测试系统和方法，该系统包括：相距预设距离的第一铁塔和第二铁塔；转台，安装在第一铁塔上；飞机模型，安装在转台上，且机身装有二次雷达相控阵天线；二次雷达询问机，安装在飞机模型内部，并与二次雷达相控阵天线相连；测试仪，与转台和二次雷达询问机相连；辐射天线，安装在第二铁塔上；二次雷达应答模拟器，安装在所述第二铁塔上，并与辐射天线相连。本发明能够大幅降低周围环境电磁波对测试结果的干扰。

技术领域

本发明涉及天线测试技术领域，特别是涉及一种二次雷达机载相控阵天线方向图的测试系统和方法。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电磁研究的不断深入，天线作为信号接收和发射不可或缺的关键部件，其发展和应用已经渗透到雷达、电子对抗、导航和通信等诸多领域。天线方向图是描述天线特性的重要参数，不同用途的电子设备往往要求天线具有不同的方向特性，也就是说天线方向图的形状往往决定了电子设备的技术性能，因此准确的测量天线方向图是研制和生产过程中不可缺少的工作。

现有的天线方向图测试通常有以下两种方法：

1、口径不大、安装不复杂的天线均选择在微波暗室进行方向图测试。由于微波暗室没有自然空间里的各种电磁干扰和噪声叠加，所以在微波暗室测试出的方向图干净，平滑，数据可信度高。但是如果天线安装在飞机机身上，需考虑机身遮挡的情况下天线方向图的变化，就需要把整个飞机机身模型放进微波暗室进行测试，再加上体积不小的转台系统，就需要微波暗室有很大的空间，而现实情况是很难找到如此大空间的微波暗室，即使有这样大型的微波暗室，也需长时间排队等待，且测试价格不菲。

2、安装在机身模型上天线的方向图测试安排在室外进行。利用距离天线较远的信号源进行测试频点信号的连续波发射，天线端结合转台的旋转，实时接收信号源的信号，并利用光线信号进行数据同步，最终后端处理软件将转台角度与信号源的信号的幅度值相结合，形成天线的方向图。这样的测试方法有以下三个弊端：

1、由于测试环境在室外，远距离(≥1km)现场铺设光纤工作量巨大；

2、在室外测试时，接收到的信号源信号上经常会叠加有周围环境引入的各种幅度和相位的同频段电磁波信号(比如手机通信塔、高压电缆等)，遇到这种情况，通常的解决手段是增加信号源信号的强度。但是在测试二次雷达天线方向图时，信号源工作频点为1090MHz(二次雷达工作频点)，此工作频点的连续波信号源最大只能做到100W(50dBm)左右，且这样的信号源发热量相当大，可靠性低，而且长时间的发射1090MHz连续波信号，对航路上的民航机也会造成干扰；

3、如果信号源相距天线1km，则根据雷达距离公式：

计算得出L_Σ＝93.2dB，其中，L_Σ为空间损耗，R为距离，λ为信号波长。

所以信号源信号到达天线后的信号强度为50dBm-93.2dB＝-43.2dBm。在测试二次雷达天线差波束零深这个指标时，零深处的信号强度为-43.2dBm(到达天线信号)-30dB(天线零深设计指标)＝-73.2dBm，这样微弱的信号还是太容易被周围电磁波影响。势必造成测试数据不可信为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次雷达机载相控阵天线方向图的测试系统和方法，能够大幅降低周围环境电磁波对测试结果的干扰。