数字相控阵天线测试平台

电子技术・Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　数字相控阵天线测试平台　文／戴海青胥志毅吴鸿超　需要测试系统满足该要求。　现代大型数字相控阵天线中，　天线内的ＴＲ组件数目庞大同时工　作频带很宽，阵面的暗室测试工　作十分繁琐，工作量巨大。为简　化测试过程，提高测试效率，丈　中对数字相控阵天线阵面的测试　方案进行了研究，提出并搭建了　套测试平台，通过对天线阵面　一２测试系统组成和原理框图　根据数字相控阵天线阵面暗室测试的特　点，本文设计了一套测试系统，系统框图如图　１所示。　相对于传统雷达天线测试系统一般依靠　终端计算机协同控制所有设备、分系统（如图　样机的试验，验证了测试方法的　高效率和正确性。　所示），受限于其接口性能限制（串口２３２，　网络）以及操作系统响应时间，传统雷达天线　图１：测试系统框图　测试系统在实际测试中需要花费大量时间在各　【关键词】相控阵天线天线测试波控　设备、分系统的状态控制上，效率低下。本文　所讨论的数字相控阵雷达天线测试系统，采用　∞　ｌ　ｌＩ　ｌ　。趣蝎测ｉ＾‘　，■啊■　ｌ　＇　走结ｊｌ５Ｉ　勺　＼　在现代雷达领域，数字相控阵雷达相比　较传统的模拟相控阵雷达，在波束扫描的灵活　性、系统时间资源利用率以及多功能应用等多　个方面有着明显优势。　为了保证数字相控阵天线性能，需完成天　线组件的通道数据采集，对整个天线系统的组　件相位幅度配平，以及完成对相控阵雷达天线　基于嵌入式ＰｏｗｅｒＰＣ４４０的控制模块，具有阵　面控制功能、定时产生功能和频率源控制功能　并可以通过网络与主控计算机通信，实际测试　中由该模块控制数字相控阵雷达天线并协同频　率源以及其他射频仪表，大大提高了测试效率。　魁　馨　靛　－’　，－　ｌ　Ｉ＿　●　－　ｌ　＿＿　－　＿＿　●　ｎ　嚣曩　１　］　霉　Ｉ口　’　＾　Ｉ　ｔ　ＩＩ　，Ⅲ　．．啊　■Ｊ｜，、　３测试步骤　以数字阵天线波瓣近场测试为例，其主　要步骤和方法如下：　／（。）　图２：近远场测试主平面波瓣图对比　的方向图测试。尤其对于大型相控阵雷达天线　而言，测试工作量（尤其在近场测试）按ＴＲ　组件数目、工作频点数目乘积激增，测试过程　（１）主控计算机通知伺服扫描架走到第　一测试的远场波瓣图进行比对，二者结果基本一　致，如图２。　非常繁琐。所以建立一种能够快速、准确地测　个通道的位置，并将第一个通道测试序列以　量出数字相控阵天线的特性参数的天线测试平　台，对于满足新型数字相控阵雷达的研制十分　重要。　指令序列形式发给控制设备：　（２）当探头到位时，伺服向控制设备返　回握手信号，控制设备读入指令序列第一帧，　光纤下传的参考和被测信号光纤数据经数据记　５结语　通过对数字相控阵天线阵面测试方案的　研究，提出了可行的测试方法并搭建了相关测　试系统，同时对数字相控阵雷达样机的天线阵　面的近场测试，取得良好的测试结果，为未来　数字相控阵技术的发展和使用，提供了有效的　技术支持。　１数字相控阵天线阵面　数字相控阵天线阵面都包含天线罩、天线　阵列、结构骨架和高频箱（内部包含了Ｔ／Ｒ组　件、综合网络、阵面电源、阵面监测设备等），　其主要功能是：　（１）发射时，阵面对发射前级送来的信　号进行放大、辐射和空间功率合成。　录仪进行采集。当收发工作定时结束时，控制　设备顺序读入指令序列第二帧，如此循环直到　完成整个测试指令序列。　（３）同样当探头到位时，伺服返回握手　信号同样送主控计算机，主控计算机根据之前　送控制设备的第一个通道测试序列计算延时以　等待控制设备完成测试。待延时到期，主控计　算机通知伺服扫描架走到第二个通道的位置，　参考文献　［１】吴曼青．数字阵列雷达及其进展…．中　国电子科学研究院学报，２００６，１（Ｏ１）：１１—　１６．　（２）接收时，阵面将天线接收到的目标　回波信号放大，经过数字接收通道转换成数字　信号，交由数字波束形成（ＤＢＦ）形成自适应波　束。　并将第二个通道测试序列以指令序列形式发给　控制设备。如此反复直到最后一个通道测试完　成。　【２】吴鸿超，万长宁，熊慎伟等．数字相控　阵雷达发射多波束特性研究［Ｊ］．微波学　报，２　０１４，３０（Ｏ１）：６－９．　数字相控阵天线阵面的测试主要特点：　数字相控阵天线阵面，收发波瓣测试时，天线　４测试验证　利用该测试方案，对国内某相控阵雷达样　机的天线阵面进行了实测验证，单通道５０频　点的收发测试项目，测试时间由原来计算机主　控方案时大约２ｓ，减少为现方案的４０ｍｓ，时　间效率提高近５Ｏ倍。测试得到的近场接收波　瓣图取其方位主平面的波瓣图，与雷达在外场　作者简介　戴海青（１９８　３－），男，硕士学位。工程师。　研究方向为雷达波控分系统的设计。　阵面与测试探头之间一个是发射模拟信号，一　个则是经过ＡＤ采样之后的接收数字ＩＱ信号，　二者之间的同步相参需要额外的硬件设备，并　经过特殊的数据处理，同时数字相控阵天线阵　面控制接口、下行数据接口一般采用光纤形式，　作者单位　南京电子技术研究所江苏省南京市２１　００３９　９８・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ