[发明专利]一种反射式相控阵天线的校准测试方法及装置

说明书

本申请公开了一种反射式相控阵天线的校准测试方法，包括如下步骤。步骤S10：拆除反射式相控阵天线自带的空间馈源。步骤S20：在中场位置设置外置馈源和测试探头，确保测试探头与反射式相控阵天线的反射面之间无遮挡；所述中场位置是指距离发射面3个波长到10个波长的区域。步骤S30：采用外置馈源对反射式相控阵天线的反射面进行偏馈辐射馈电，通过测试探头采集经过反射式相控阵天线的反射面的各个阵元反射回的辐射信号，并对各个阵元所采集的数据进行校准配平使各个阵元口径面处的相位一致。本申请具有测试方法及计算过程简单、校准难度低、校准精度高的优点。

技术领域

本申请涉及一种反射式相控阵天线的校准测试方法。

背景技术

反射式相控阵天线是反射面天线（reflector antenna）和相控阵天线（phasedarray antenna）的混合体，一般由一个空间馈源和一个反射面组成，空间馈源通过支架安装从而与反射面保持适当距离。空间馈源一般位于反射面的正前方或侧前方。反射面由一组反射元件组成，每个反射元件可以单独调控相位，以在所需方向上形成高增益束。

相控阵天线的通道间相位不一致会导致辐射效率低等问题，而相控阵天线生产加工过程中必然会存在加工误差以及移相器的移相误差导致相控阵天线通道相位不一致，这些误差只能通过生产后的校准测试来验证和补偿。目前主流的相控阵天线校准方法有近场扫描法、旋转矢量法、逐点扫描法等。

反射式相控阵天线与常规相控阵天线的不同在于其具备外部馈电的结构（即空间馈源）。空间馈源的存在导致直接采用近场扫描法、旋转矢量法、逐点扫描法对反射式相控阵天线进行校准均难以进行（校准结果并不精确）。尤其是正馈方式的反射式相控阵天线，校准时探头无法准确采集到天线阵面各通道的幅相值，天线阵面各通道的校准也就难以进行。故反射式相控阵天线需要一种新的校准方法。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提出一种适用于反射式相控阵天线的校准测试方法。为此，本申请还要提出一种适用于反射式相控阵天线的校准测试装置。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种反射式相控阵天线的校准测试方法，包括如下步骤。步骤S10：拆除反射式相控阵天线自带的空间馈源。步骤S20：在中场位置设置外置馈源和测试探头，确保测试探头与反射式相控阵天线的反射面之间无遮挡；所述中场位置是指距离发射面3个波长到10个波长的区域。步骤S30：采用外置馈源对反射式相控阵天线的反射面进行偏馈辐射馈电，通过测试探头采集经过反射式相控阵天线的反射面的各个阵元反射回的辐射信号，并对各个阵元所采集的数据进行校准配平使各个阵元口径面处的相位一致。上述方法避免了反射式相控阵天线自带的空间馈源位于测试探头和反射面之间为测试校准带来的干扰，提升了反射式相控阵天线的阵面校准的准确性，并且实现简便、成本低廉。

进一步地，所述中场位置对于反射式相控阵天线的整个反射面具有辐射近场特性，对于反射式相控阵天线中的各阵元具有辐射远场特性。

进一步地，所述步骤S20中，外置馈源位于测试探头的侧面，且两者相距一定距离。

进一步地，所述步骤S20中，所述外置馈源对反射式相控阵天线的反射面中心的入射角≥0度且＜90度。

优选地，所述步骤S20中，所述外置馈源对反射式相控阵天线的反射面中心的入射角为30度。

进一步地，所述步骤S30中对各通道采集数据进行校准配平进一步包括如下子步骤。步骤S31：计算每个阵元的入射相位。步骤S32：采用外置馈源对反射式相控阵天线的反射面进行偏馈辐射馈电，通过测试探头采集经过反射式相控阵天线的反射面的各个阵元反射回的辐射信号A_i；在测试每一个阵元时，保持测试探头在同一距离正对各阵元。步骤S33：计算出每个阵元的补偿相位值；通过计算各阵元配平至相对相位均为0时所需的配平值，即得到校准配平表。步骤S34：根据校准配平表中的数值对各阵元进行相位配平，重复步骤S32至步骤S33，直到测试结果表明各通道口径面处的相位达到一致。