有源相控阵天线远场测试系统设计

为解决某型有源相控阵天线辐射特性测试占机时间长、系统不稳定、交付能力不满足生产需求等问题,开展了有源相控阵天线辐射特性校准与测试技术研究。针对被测产品体积小、频段高、天线单元多以及交付数量大的特点,选择了较为合适的远场测试系统的设计方案。测试系统硬件构成复杂,包含微波暗室、接收转台、发射扫描架、测控单元、水冷系统等;测试软件涉及项目多,包含幅度相位校准、方向图测试、指向精度补偿测试、等效全向辐射功率（EIRP）测试、有源增益测试等。重点对微波暗室尺寸设计、高精密转台精度分析、幅度相位校准算法和波束指向误差补偿技术进行了详细论述,完成了该型有源相控阵天线远场测试系统的软、硬件设计。测试系统精度高、动态范围大、运行稳定。该设计方案具有较好的推广价值。     

有源相控阵天线测试通用平台设计与实现

有源相控阵天线在完成装配之后要进行功能和性能测试,整个过程繁琐、复杂,并且不同架构的天线有不同的测试方法,现阶段天线测试系统多属于定制化研制。针对不同架构天线,提出通用化、标准化的测试硬件和构件化、模块化的软件平台,并基于某型雷达天线做了应用验证。结果表明天线测试通用平台相比于传统测试平台,测试精度基本一致,系统集成速度提升69%,软件复用率提升50%,开发人员能够快速、准确集成天线测试系统,使用人员能够使用标准天线测试流程提升测试效率,对有源相控雷达的研制具有重要意义。     

一种相控阵天线强迫风冷热设计方法

阵面温度控制是相控阵天线结构设计的关键技术之一。文中针对某相控阵天线的热设计要求,设计了一种用于相控阵天线散热的强迫风冷系统,并采用数值分析方法,对该系统作用下的相控阵天线阵面热性能进行了分析。对不同流道参数、散热器参数和冷却气体流速下的阵面温度和流体压力进行了仿真。仿真结果表明：冷却气体温度和速度对散热效果影响显著,增加散热片的肋片数量和高度能够提高散热性能。以仿真结果为依据,对相控阵天线的结构参数进行了优选。进行了对比实验,验证了仿真计算的有效性。     

相控阵测量雷达扫描特性及误差补偿方法研究

基于相控阵雷达工作原理,分析了天线扫描对波束宽度和天线增益的影响;以往只考虑相控阵雷达电扫法线跟踪测量精度,未考虑相控阵雷达偏轴电扫跟踪测量精度;通过雷达步进偏轴跟踪模拟目标方法,采集雷达角度补偿数据库,实现了偏轴扫描跟踪角度误差补偿;试验结果表明,该补偿方法能够提高相控阵雷达偏轴扫描跟踪坐标测量精度。     

数字化相控阵天线远场测试系统设计

数字化相控阵天线广泛运用于各种相控阵雷达当中,针对数字化相控阵天线测试过程数据量大、耗时长、自动化程度不足的现状,提出了一种数字化相控阵天线远场测试系统设计方案,并进行了测试系统开发验证.系统采用六轴工业机器人、三轴扫描架、冷水机、矢量网络分析仪、功率放大器、电源等设备模块集成并布置于暗室中,测试软件系统采用模块化设计...     

一种外场天线测试转台设计

为了满足天线在野外的测试需要,提出了一种外场天线测试转台的结构设计;该转台采用蜗轮蜗杆传动方式,可实现天线的俯仰和方位运动;文中对转台的组成进行了描述,并针对俯仰部件和方位部件的结构设计分别进行了详细说明,同时分析了转台的受力情况,对驱动力矩和惯量匹配进行了校核计算,从理论上分析了传动精度和测角精度;实际测试表明,该转台结构设计完全达到技术指标要求,能够满足天线外场测试的需要。     

一种超宽带相控阵天线单元设计

为了提高相控阵天线的超宽带和宽角扫描性能,提出一种新型全金属Vivaldi天线阵元。利用仿真软件CST对Vivaldi天线阵元建立模型、仿真与优化,最终该天线在2~18 GHz的频段内,其VSWR≤2,具备超宽带特性;针对扫描盲区的问题,提出下宽上窄的创新型侧面结构,优化电流路径,消除扫描盲区,最终可实现全频带范围内±45°的宽角扫描特性。仿真结果表明,该天线具有超宽带、宽角扫描的特性,可以满足作为超宽带宽角扫描相控阵天线单元的要求。     

数字化相控阵天线测试方法及测试系统设计

伴随着雷达技术的飞速发展,数字化相控阵天线开始广泛运用于各种相控阵雷达当中;由于数字化相控阵天线的工作原理与传统模拟相控阵天线差异极大,测试方法也发生了根本性的改变,原有的基于普通微波仪表的天线测试系统无法再对数字化相控阵天线进行测试,必须设计新型的数字化相控阵天线测试系统;文章首先介绍了数字化相控阵天线自身的工作原理和测试方法,随后提出了新型数字化相控阵天线测试系统的具体软硬件设计方案,实际应用表明数字化相控阵天线测试系统可以满足各种数字化相控阵天线的测试要求。     

有源相控阵雷达状态监测与健康管理技术

状态监测和健康管理技术作为新一代测试与诊断技术,是装备自主式保障的核心系统之一,在保障武器装备战备完好性,提高作战效能,降低全寿命周期费用等方面具有重要作用;从有源相控阵雷达的状态监测与健康管理入手,构建了分层式健康管理系统框架,以作用距离和副瓣电平等指标进行信息融合和健康评估,实现了有源相控阵雷达的状态监测和健康管理。     

相控阵天线等效全向辐射功率测试方法

等效全向辐射功率（EIRP）是发射天线的一项重要指标。在矢量网络分析仪双通道接收模式天线远场测试系统的基础上,通过线极化天线、圆极化天线、椭圆极化天线EIRP公式推导,阻抗失配修正,提出一种准确测量相控阵天线不同极化合成波束等效全向辐射功率的方法,并给出各种极化波的转换关系。最后结合实测举例,通过相关试验证明该方法的可行性。     

相控阵天线方向图的近场功率测量法研究

为解决相控阵天线测量场地受限、技术复杂、难以用于实际工作中的问题,提出了一种近场基于功率测量的方法,使用固定探头接收,利用被测天线自身扫描时接收到的功率值获得不同角度方向图数据,而无需测量相位。以线阵为例,阐述了测量基本原理和配相控制的流程,给出了插值计算公式,定性分析了误差来源和影响,仿真实验结果表明,该方法可有效逼近真实方向图。     

二维带罩相控阵天线的辐射特性研究

采用物理光学法分析了二维带罩相控阵天线的远区辐射方向图.首先用解析法计算了阵列天线的辐射场,与天线罩壁的局部平板等效,按照物理光学法计算出天线罩外壁上的切向场和等效电磁流,由三维电磁流辐射公式推导出其二维辐射积分公式,用表面积分法得到天线通过天线罩传输的远区辐射场.数值仿真验证了算法的准确性和有效性,并分析了改变天线激励相位和天线罩本身参数对天线辐射特性的影响.     

阵列天线通道误差的盲估计

基于特征值分解的高分辨DOA估计算法,在理想阵列天线条件下,性能很好,能够精确估算出信号的方位角。但是当存在噪声扰动和天线自身存在误差时,会严重恶化这一类算法的性能,使其分辨率下降。本文提出了一种盲估计方法,此方法不需要知道信号源的方位角,就能精确估计出阵列天线的通道误差。