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    数字化相控阵天线测试系统

    日期: 2021-02-02   浏览:   来源:未知

    伴随着电子技术的飞速发展,数字化相控阵天线因其具备高搜索速率、高多普勒分辨率和角分辨率、高抗干扰能力和同时多功能等优势,正在成为相控阵的一个新的发展方向。数字化相控阵天线,不再含有模拟的移相器,而是将数字化发射机、接收机前移。发射链路通过DDS移相产生不同相移的信号,上变频到射频天线单元形成发射波束。接收链路靠接收机将信号放大滤波,AD采样 后,在数字域形成所需的接收波束。由于收发波束的合成产生与控制均采用了数字技术,因此称之为有源数字化相控阵天线,简称数字阵。

    数字化相控阵天线测试系统

    相控阵天线性能的好坏主要通过方向图来体现,普通模拟相控阵天线通常是在微波暗室中通过矢量网络分析仪进行方向图测试。数字阵天线由于发射链路的微波激励源不再是从外部输入,而是来源于自身的DDS,其接收链路的输出也不再是微波频段下的信号输出,而是经过中频采样后的光信号。由此造成了数字阵天线的发射方向图测试失去了同频参考基准,接收方向图测试矢量网络分析仪无用武之地,必须设计全新的测试系统来进行数字阵天线测试。

    技术规格:

    1) 独立射频通道数:8~64个

    2) 频率范围:100MHz~6GHz(可定制成1.9GHz~2.5GHz)

    3) 信号带宽:最大200MHz

    4) TDD模式

    5) 单通道输出功率:≥30dBm

    6) 频率误差:≤±0.05ppm

    7) 收发切换时间:≤2us

    8) 通道一致性:天线校准后,各通道幅度误差小于0.5dB,相位误差小于5°

    相控阵天线测试系统硬件平台:

    相控阵天线测试系统硬件平台

    数字化相控阵天线的工作频率范围通常比普通模拟相控阵宽很多,方向图测试任务量也往往数倍于普通天线。因此,多任务测试系统的应用更加具有非凡的意义。经过大量实验验证,可以发现多任务测试系统不但使得数字化相控阵天线测试效率提高了很多倍,测试精度也不比普通单任务测试系统差。

    以某L波段大型数字化相控阵天线实际测试为例分析。单任务天线测试系统 探头扫描一次只能完成1个方向图的测试,耗时约为50分钟。使用多任务测试 系统,探头单次扫描可以完成3个频率点下各7个波束共21个方向图的测试。为了多任务测试稳定,探头扫描速度降低,耗时约90分钟。在此情况下,多任务系统综合测试效率达到单任务的11倍。同时对单任务和多任务测试系统测出的方向图指向精度和最大副瓣参数的10次平均值进行比对,具体测试数据如表1所示。从比对数据可以确认,多任务测试系统与单任务测试系统方向图测试差异约为1%,测试精度基本一致。

    这套数字化相控阵天线测试系统集成方案和天线测试方法经过了多个型号、不同频段的数字化相控阵天线实际测试的应用,测试结果表明天线的测试效率和精度满足数字相控阵天线的测试要求。这套数字化相控阵天线测试系统解决了数字化相控阵天线不能依靠传统仪表直接进行测试的技术难题,极大地提升了天线的测试效率,有效推动了数字相控阵天线的研制与应用进程。