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1、W波段天線遠(yuǎn)場(chǎng)(幅度)測(cè)量系統(tǒng)伍捍東潘云飛崔鋒劉迎喜西安恒達(dá)微波技術(shù)開(kāi)發(fā)公司,西安710061摘要:設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于W波段高增益低副瓣收發(fā)天線遠(yuǎn)場(chǎng)幅度測(cè)量系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了用于該天線使用和測(cè)量的高角度分辨率的天線轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)控制器、毫米波信號(hào)源、毫米波接收下變頻器和測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)采集處理系統(tǒng)。通過(guò)本設(shè)計(jì)很好的解決了W波段窄波束(0.2°)高增益天線遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試問(wèn)題,實(shí)際測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到40dB,得到了較好的天線實(shí)測(cè)結(jié)果,滿足了總體對(duì)天線設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞:W波段;遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng);窄波束;動(dòng)態(tài)范圍FarFieldAmplitud
2、eMeasurementSystemforWBandAntennaWUHan-dongPANYun-feiCUIFengLIUYing-xiXi'anHengdaMicrowaveTechnologyDevelopmentCompany,Xi'an710061,ChinaAbstract:ThispaperpresentsanapplicationontheWbandhighgainandlowsidelobeantennafarfieldamplitudemeasurementsystemdesign,andd
3、esignedfortheantennausinghighangularresolutionandmeasurementofantennaturntable,turntablecontroller,millimeterwavesignalsource,millimeterwavereceiverdownconverterandtestdataautomaticacquisitionandprocessingsystem.Theschemeiswellsolvedthenarrowbeam(0.2°)highgai
4、nantennafarfieldmeasurementproblems,theactualtestdynamicrangeupto40dB,getabettertestresults,tomeettheoverallrequirementsofantennadesign.Keywords:Wband;farfieldamplitudemeasurementsystem;narrowbeam;dynamicrange微波學(xué)報(bào)2012年6月圖lW波段天線遠(yuǎn)場(chǎng)幅度測(cè)量系統(tǒng)框圖2系統(tǒng)主要組成2.1方位轉(zhuǎn)臺(tái)天線的波束寬度只
5、有0.19。,這就對(duì)天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)提出了很高的精度和分辨率要求,通過(guò)采用高精度伺服電機(jī)和高精度絕對(duì)值角度編碼器來(lái)控制和獲取方位角度信息。轉(zhuǎn)臺(tái)外形如圖2所示。L?.一一曲生a垃L一一一圖2天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)外形圖轉(zhuǎn)臺(tái)指標(biāo)如下:1)工作方式:置位、扇掃;扇掃范圍:-190。~+190。:2)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速:O.2。/s~lO。/s:可控3)角度分辨率及置位精度:0.025。;4)轉(zhuǎn)臺(tái)最大負(fù)載:35kg:5)外部控制方式:LAN口或RS232。2.2極化轉(zhuǎn)臺(tái)輔助發(fā)射端由方位俯仰支架和極化轉(zhuǎn)臺(tái)組成。方位俯仰支架可以在小角度內(nèi)手動(dòng)進(jìn)行方
6、位、俯仰微調(diào),并帶有機(jī)械鎖緊機(jī)構(gòu)。極化轉(zhuǎn)臺(tái)的極化調(diào)整可以電動(dòng)也可以手動(dòng),可在0?!?60。旋轉(zhuǎn)。天線極化轉(zhuǎn)臺(tái)外形圖如圖3所示。技術(shù)指標(biāo)要求如下:1)俯仰手動(dòng)調(diào)節(jié)范圍:-35。-+20。:2)方位手動(dòng)調(diào)劑范圍:±45。:3)極化自動(dòng)控制:轉(zhuǎn)速:O-26rpm;4)極化角度顯示精度:≤0.1。:5)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)精度7、到上位機(jī)的控制指令后分析指令信息,獲得目標(biāo)的實(shí)際角度,在根據(jù)上述信息控制電機(jī),將轉(zhuǎn)臺(tái)調(diào)整到指定的位置。同時(shí)控制器也可以將當(dāng)前的姿態(tài)信息實(shí)時(shí)的反饋給遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)。另外轉(zhuǎn)臺(tái)控制器還可以通過(guò)以太網(wǎng)由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行控制,也可以在本地通過(guò)鍵盤來(lái)控制,本地設(shè)有數(shù)碼顯示裝置,可以實(shí)時(shí)顯示角度,并在用戶操作時(shí)提供交互。圖4天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)控制器2.4天線測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)控制器系統(tǒng)采用了MS-ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù),可自動(dòng)記錄測(cè)試數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)繪制實(shí)時(shí)測(cè)試曲線,并可對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行置零、歸一化等操作,可根據(jù)指令制定精度等級(jí)自動(dòng)完成測(cè)試,自動(dòng)保留測(cè)試
8、結(jié)果,生成測(cè)試報(bào)表。圖5測(cè)試系統(tǒng)軟件操作界面一]of』~蔓可塑一微波學(xué)報(bào)2012年6月2.5天線測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)在實(shí)際使用案例中,在1000米距離上,測(cè)試波束寬帶0.19。、頻率94GHz的天線方向圖和增益,測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍達(dá)40dB。圖6為天線測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)。W波段天線實(shí)測(cè)方向圖如圖7所示。奄n芻。薹.墨。-5’10龜啪V芻4蠶嗡一∞一葛.∞圖6W波段天線遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)西安址選搬蠢拄豐開(kāi)麓