[发明专利]一种基于散射测量的高集成天线辐射方向图测试方法

说明书

本发明公开了一种基于散射测量的高集成天线辐射方向图测试方法，包括如下步骤：（1）基于单站雷达截面RCS测试系统：（2）基于双站RCS测试系统：最后利用公式获取天线的辐射方向图。本发明所公开的测试方法，基于单站和双站两种RCS测试系统，待测天线无需与测试平台的馈线连接，不需要解决探头和被测天线间的远距离连接和信号同步，消除了在测试过程中因连接有源器件和天线平台的改变所带来的影响，并且在该测试系统中设置的环境更接近实际场所中的工作环境。在双站测试方式下，天线与平台系统不需旋转移动，大大降低了对测试系统的要求。

技术领域

本发明属于天线测量领域，特别涉及该领域中的一种基于散射测量的高集成天线辐射方向图测试方法。

背景技术

目前，天线作为辐射和接收电磁波的装置，被广泛应用于雷达和无线通信系统中。定量获取天线的参数可以通过理论分析和实际测试两种方式，而实际测试是工程产品特性检测的最终依据。

在不同的应用场合中，环境和平台可能会对天线自身的参数产生不同的影响，所以更需要对天线在实际安装平台环境下进行实际测试。传统的天线辐射特性直接测试方法需要将天线从平台上分离出来，对天线连接电缆和测试设备进行测试。这种方法改变天线的集成环境和平台，适合受环境和平台影响较小的天线。但对于受环境和平台影响程度较高的各种天线来说，传统的测试方法无法直接应用。一方面天线尺寸小且是一个不可拆分的整体，处于设备的内部，单独将天线放置转台上进行测试会与实际场景不同，测试得出的结果会与天线在实际作业中的性能存在差异。另一方面集成天线缺乏独立的接头可供测试设备直接连接，例如毫米波集成天线的性能会受到连接电缆、测试设备和测试环境的高度影响，特别是对于现场安装的天线。同时与电缆、连接器和探头相关的高损耗降低了毫米波和太赫兹天线的信号质量和测量重复性。

毫米波和太赫兹天线的频段处于微波和光波段之间，是尚未被人们开发利用的频谱资源，被称为太赫兹鸿沟(THz Gap)。由于频率高且可用频带宽，这个频段具备了超高速率通信的潜力，是下一代无线通信的基础。这就对天线的测试提出了很大的需求。然而远场法耗资大、花费时间长，紧缩法需要采用足够大的高精度反射面，不易实现。近场法便捷、实效、准确的特点使得近场法是太赫兹天线最为理想的测试方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于散射测量的高集成天线辐射方向图测试方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于散射测量的高集成天线辐射方向图测试方法，其改进之处在于：

(1)基于单站雷达截面RCS测试系统：

将发射探头放在待测天线的远场区；

首先对待测天线的输入端口端接短路负载，将待测天线架设到测试系统中，通过转台操控天线旋转，得到天线的散射总场并记录；

接着将待测天线的输入端口端接匹配负载，将待测天线架设到测试系统中，通过转台操控天线旋转，得到天线的结构模式项散射场并记录；

用天线的散射总场减去天线的结构模式项散射场得到天线模式项散射场结合照射波的强度可以由获得对应的单站RCS，

后利用公式获取天线的辐射增益方向函数，其中Γ_l为天线向馈电端口的电压反射系数，短路时为—1，Γ_a为馈电端口向天线的反射系数，匹配时为0，λ为测试频点波长，G为辐射增益方向函数；

(2)基于双站RCS测试系统：

将发射探头放在待测天线的远场区；

首先对待测天线的输入端口端接短路负载，将待测天线架设到测试系统中，通过接收探头旋转，得到天线的散射总场并记录；