[发明专利]一种数字多波束形成方向图的射频有线测试装置

说明书

本发明公开了一种数字多波束形成方向图的射频有线测试装置，本发明首先搭建方向图射频有线测试环境，待测设备主要包括：数字阵列组件、波束形成单元和波束控制单元，辅助测试设备主要包括：信号源、频谱分析仪、功分器、射频线缆、数模转换设备等，用等长同相的射频线缆连接到数字阵列组件中与待扫描方位角度排列走向一致的通道，固定两个互相垂直的典型方位向，分别对俯仰向进行扫描，通过频谱分析仪得到二维十字剖面方向图。本发明在数字多波束验证需求背景下，提出了一种在实验室桌面环境下对方向图测试的方法，解决了多波束系统的方向图便捷验证问题，可应用于相控阵天线领域。

技术领域

本发明涉及相控阵天线领域，特别涉及一种数字多波束形成方向图的射频有线测试装置。

背景技术

相控阵天线具有电波束扫描灵活等特点，在通信测控雷达等领域得到广泛应用。阵列天线波束形成后，通常需要对其方向图进行扫描测试，是验证阵列天线合成增益、波束形成算法的重要手段。

相控阵天线方向图测试方法，按远场条件分类包括远场法、近场法，按辅助设备类型分类包括转台法、标校天线移动法等。转台法通常是选择一个具备转台的微波暗室，将待测天线加装在转台上，按待测天线各阵元与标校天线的距离关系进行近场移相补偿或远场不补偿，通过转台使待测天线转动，测量相控阵天线方向图。转台法需要有转台及伺服系统配合，对于没有转台或不方便使用转台的情况下，还可将标校天线搭载在移动载体上(车载、船载、机载等)对阵列方向图进行扫描的方法。标校天线移动法需要搭载在移动载体上，对移动载体的运动轨迹进行记录，结合地面系统测试结果获取方向图，操作比较繁琐、成本较高，工程应用性不强。

近年来，数字阵列天线由于具有多波束形成灵活、易重构的优点，越来越受到了人们的青睐。数字阵列的多波束形成算法注入后，都需要对每个波束、不同频点的方向图进行验证测试，甚至多波束算法重构后需要再测试，工作量较大、时间紧、验证场地受限，传统的方向图测试方法已经不能满足数字多波束系统的批量验证需求。因此，需要针对数字多波束系统设计一种灵活、便捷的方向图测试验证方法。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决背景技术中的问题提出了一种数字多波束形成方向图的射频有线测试装置。

本发明采用的技术方案为：

一种数字多波束形成方向图的射频有线测试装置，包括信号源、功分器、射频线缆、数字阵列组件、波束形成单元、波束控制单元、数模转换设备和频谱分析仪；

信号源用于产生测试参考信号，输出至功分器；

功分器用于将信号源输出的一路信号分成多路，并通过射频线缆输出至数字阵列组件；

数字阵列组件用于通过多个接收通道将对应的输入信号分别进行低噪声放大、变频和模数转换，输出数字信号至波束形成单元；

波束控制单元用于每次固定一个方位角度并设置俯仰角度扫描参数，计算在不同的方位角度和俯仰角度下，数字阵列组件中不同接收通道的幅相权值，输出至波束形成单元；

波束形成单元用于按照波束控制单元下发的幅相权值，对各接收通道的数字信号进行相位加权和波束合成，输出至数模转换设备；

数模转换设备用于将波束合成的数字信号转换成模拟信号，输出至频谱分析仪；

频谱分析仪用于得出测试方向图。

进一步的，信号源输出中强电平的单音信号，作为方向图测试的参考信号。

进一步的，连接功分器各输出端口至数字阵列组件各输入端口的射频线缆等长同相。

进一步的，射频线缆连接到数字阵列组件中与待扫描方位角度排列走向一致的通道。