本實用新型涉及微波技術(shù)中的天線領(lǐng)域,特別是一種6~18GHZ有源相控陣功能調(diào)試系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的雷達(dá)系統(tǒng)加入到相控陣體制的行列,現(xiàn)代大型有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的通道數(shù)量一般都很大,要在短時間內(nèi)完成每個通道的功率、頻譜、幅頻特性、相頻特性等性能的檢測,對測試的手段提出了很高的要求,目前有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)測試通路多、 測試數(shù)據(jù)處理量大、 測試效率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的需要解決的問題是提供一種6~18GHZ有源相控陣功能調(diào)試系統(tǒng),完成有源相控陣天線系統(tǒng)各類輻射波形、收發(fā)功能狀態(tài)的性能測試與檢查調(diào)試。
為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種6~18GHZ有源相控陣功能調(diào)試系統(tǒng),包括第一多路選擇器、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)、衰減器、第二多路選擇器、噪聲源、功率計、頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號源、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)、第三多路選擇器、功率放大器、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)、雙定向耦合器、工控機(jī); 所述第一多路選擇器的多個選通端分別用于連接不同的被測件,其公共端與第一轉(zhuǎn)換開關(guān)中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)中的一個靜觸頭座的第二觸頭與衰減器的一端連接,所述衰減器的另一端與所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)中的另一個靜觸頭座的第二觸頭連接,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)中的另一個靜觸頭座的第二觸頭與第二多路選擇器的公共端連接,所述第二多路選擇器的多個選通端分別與噪聲源、功率計、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的1端口、頻譜分析儀連接,所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的2端口與第三多路選擇器的一個選通端連接,所述第三多路選擇器的另一個選通端與第二轉(zhuǎn)換開關(guān)中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第二轉(zhuǎn)換開關(guān)中的兩個靜觸頭座的第二觸頭分別與頻譜分析儀、信號源連接,所述第三多路選擇器的公共端與第三轉(zhuǎn)換開關(guān)中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)中的一個靜觸頭座的第二觸頭與功率放大器的一端連接,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)中的另一個靜觸頭座的第二觸頭與功率放大器的另一端、雙定向耦合器的一端連接,所述雙定向耦合器的另一端用于連接被測件,所述工控機(jī)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接且進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,所述第一多路選擇器、第二多路選擇器和第三多路選擇器的控制端與工控機(jī)連接。
進(jìn)一步地,所述第一多路選擇器是1X16路選擇器,所述第二多路選擇器是1X4路選擇器,所述第三多路選擇器是1X2路選擇器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果是:該系統(tǒng)可以直接用于陣列通道的幅相測試,通過自動化控制和數(shù)據(jù)采集得到一系列數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,得到陣列天線的各單元的不一致性,實現(xiàn)單元加工精度和性能的檢測。根據(jù)測試得到的各單元中場數(shù)據(jù),利用陣列自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對陣列天線的配相。數(shù)據(jù)處理量大,數(shù)據(jù)處理速度快,測試精度高。
附圖說明
圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式做進(jìn)一步說明,以使更能理解本實用新型的創(chuàng)造點所在。
實施例1 如圖1所示,一種6~18GHZ有源相控陣功能調(diào)試系統(tǒng),包括第一多路選擇器1、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2、衰減器3、第二多路選擇器4、噪聲源5、功率計6、頻譜分析儀7、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8、信號源9、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10、第三多路選擇器11、功率放大器12、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13、雙定向耦合器14、工控機(jī); 所述第一多路選擇器1的多個選通端分別用于連接不同的被測件15,其公共端與第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2中的一個靜觸頭座的第二觸頭與衰減器3的一端連接,所述衰減器3的另一端與所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2中的另一個靜觸頭座的第二觸頭連接,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2中的另一個靜觸頭座的第二觸頭與第二多路選擇器4的公共端連接,所述第二多路選擇器4的多個選通端分別與噪聲源5、功率計6、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8的1端口、頻譜分析儀7連接,所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8的2端口與第三多路選擇器11的一個選通端連接,所述第三多路選擇器11的另一個選通端與第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第二轉(zhuǎn)換開關(guān)中10的兩個靜觸頭座的第二觸頭分別與頻譜分析儀7、信號源9連接,所述第三多路選擇器11的公共端與第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13中的兩個靜觸頭座的第一觸頭連接,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13中的一個靜觸頭座的第二觸頭與功率放大器12的一端連接,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13中的另一個靜觸頭座的第二觸頭與功率放大器12的另一端、雙定向耦合器14的一端連接,所述雙定向耦合器14的另一端用于連接被測件15,所述工控機(jī)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8連接且進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,所述第一多路選擇器1、第二多路選擇器4和第三多路選擇器11的控制端與工控機(jī)連接。值得說明的是,第一多路選擇器1、第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2、衰減器3、第二多路選擇器4、噪聲源5、功率計6、頻譜分析儀7、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8、信號源9、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10、第三多路選擇器11、功率放大器12、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13、雙定向耦合器14、工控機(jī)均為現(xiàn)有技術(shù),矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8具有1端口和2端口,為公知常識。所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀型號N5242。
所述第一多路選擇器1是1X16路選擇器,所述第二多路選擇器4是1X4路選擇器,所述第三多路選擇器11是1X2路選擇器。
本系統(tǒng)可用于測試: 1、功分網(wǎng)絡(luò)的性能:駐波系數(shù)、散射參數(shù) ;2、T組件的性能:幅頻特性、相頻特性、駐波系數(shù)、噪聲系數(shù);3、R組件的性能:幅頻特性、相頻特性、駐波系數(shù)、噪聲系數(shù);4、天線發(fā)射性能:幅頻特性、相頻特性、駐波系數(shù)、功率頻率特性;5、天線接收性能:幅頻特性、相頻特性、駐波系數(shù)。
為了描述方便,本實用新型按照本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識,將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀簡稱為矢網(wǎng)。
當(dāng)測試公分網(wǎng)絡(luò)時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2使得衰減器不連接在電路中,所述工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的1端口,所述工控機(jī)控制第三多路選擇器11選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的2端口,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使得功率放大器不連接到電路中,即將矢網(wǎng)的1端口通過1X16路選擇器與待測功分網(wǎng)絡(luò)直接相連,矢網(wǎng)的2端口與待測功分網(wǎng)絡(luò)直接相連,矢網(wǎng)的1端口的射頻源輸出的連續(xù)波RF信號輸入功分網(wǎng)絡(luò),再輸入矢網(wǎng)port2端口,測得功分網(wǎng)絡(luò)各端口的駐波系數(shù)以及散射參數(shù)。測試之前,需要系統(tǒng)誤差校正,包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、轉(zhuǎn)換開關(guān)、多路選擇器和電纜等引入的插損和系統(tǒng)誤差。當(dāng)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀按脈沖射頻測量方法設(shè)置好菜單后,在被測件兩端利用矢網(wǎng)的校正元件(短路、開路、匹配和直通)進(jìn)行十二項項誤差校正(每個端口的源失配誤差(復(fù)數(shù)),方向性誤差(復(fù)數(shù)),頻響(跟蹤)誤差(復(fù)數(shù)),共六項復(fù)數(shù)誤差,即十二項實數(shù)誤差)按照矢網(wǎng)顯示屏提示的校準(zhǔn)步驟,逐步進(jìn)行校準(zhǔn)后存盤,調(diào)用。在對功分網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸特性測試時,矢網(wǎng)就根據(jù)存盤的十二項系統(tǒng)誤差數(shù)據(jù)自動進(jìn)行調(diào)用、運算并扣除,從而獲得功分網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確的傳輸特性。
當(dāng)測試T組件的幅頻、相頻和駐波特性時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2將衰減器3接入電路,所述第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使得功率放大器12接入電路,所述工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8的1端口,所述工控機(jī)控制第三多路選擇器11選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的2端口,此鏈路利用矢網(wǎng)射頻脈沖激勵下的掃頻(頻率步進(jìn)或點頻)測量T組件的幅頻、相頻和駐波特性。在測試前系統(tǒng)誤差校正:在功放之后外置雙定向耦合器,從而建立了測試入射波、反射波與矢網(wǎng)參考接收機(jī)測知的、測量接收機(jī)測知的之間保持恒定線性關(guān)系的誤差網(wǎng)絡(luò)。此測試網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)方法與矢網(wǎng)校準(zhǔn)方法一樣。將矢網(wǎng)按脈沖射頻測量方法設(shè)置菜單,在測試端口利用矢網(wǎng)的校正元件(短路、開路、匹配和直通)進(jìn)行十二項誤差校正。
當(dāng)測試T組件的功率-頻率特性和波形參數(shù)時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2將衰減器3接入電路,第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使得功率放大器12接入電路,工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇接通功率計6,工控機(jī)控制第三多路選擇器11選擇連通第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10,第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10使得信號源9接入電路中,此鏈路可對T組件進(jìn)行點頻步進(jìn)測量功率-頻率特性和波形參數(shù)。
當(dāng)測試T組件的雜散、相噪?yún)?shù)時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2將衰減器3接入電路,第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使得功率放大器12接入電路,工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇接通頻譜分析儀7,工控機(jī)控制第三多路選擇器11選擇連通第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10,第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10使得信號源9接入電路中,此鏈路可對T組件進(jìn)行點頻步進(jìn)測量功率-頻率特性和波形參數(shù)。
當(dāng)測試R組件的幅頻、相頻、駐波特性時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2將衰減器3不接入電路而是選擇直通,第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使將功率放大器12不接入電路而是選擇直通,工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8的1端口和第三多路選擇器11選擇連通矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀8的2端口,R組件是在連續(xù)波射頻信號下的測試,利用常規(guī)的矢網(wǎng)測量方法進(jìn)行。R組件中R組件的輸入輸出間的傳輸方向正好與T組件相反,可以利用矢網(wǎng)的S21和S11進(jìn)行R組件的測量,在測試R組件傳輸(幅相、駐波)特性前,先進(jìn)行系統(tǒng)傳輸特性誤差校正,校正步驟與上述測量發(fā)射時相同,校準(zhǔn)的目的是扣除連接電纜及其它外置接入件的影響。
當(dāng)測試R組件的駐波系數(shù)時,所述第一轉(zhuǎn)換開關(guān)2將衰減器3不接入電路而是選擇直通,第三轉(zhuǎn)換開關(guān)13使將功率放大器12不接入電路而是選擇直通,工控機(jī)控制第二多路選擇器4選擇連通噪聲源5,工控機(jī)控制第三多路選擇器11選擇連通第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10,第二轉(zhuǎn)換開關(guān)10使得信號源9接入電路中。利用噪聲系數(shù)的Y參數(shù)法進(jìn)行測試,首先通過對接由噪聲儀記錄下在 R組件輸入端處噪聲源經(jīng)損耗后的輸入噪聲值。然后插入被測件系統(tǒng)中的噪聲儀會測知輸入噪聲值(噪聲源+R組件產(chǎn)生的噪聲),并自動計算出R組件的增益和噪聲系數(shù)。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。