[发明专利]有源相控阵雷达T/R组件幅相测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源相控阵雷达T/R组件幅相测试系统。

背景技术

在现代雷达技术中，有源相控阵雷达占有十分重要的地位，在民用和国防领域的应用也日渐广泛。随着高功率固态功率器件及单片微波集成电路的不断发展，每个相控阵雷达天线单元通道中可以设置固态T/R组件，成为有源相控阵雷达天线。与常规雷达相比，有源相控阵雷达具有探测距离远、抗干扰能力强、无惯性波束扫描、可靠性高、可维性强、可编程波束赋形以及离散孔径功率空间合成等诸多优点，在功率口径积、抗干扰、多目标跟踪及可靠性等方面具有传统机械扫描雷达无可比拟的优势。

T/R组件是有源相控阵雷达的核心部件，通常一部雷达少则有几十，多则上百甚至成千上万个T/R组件。作为有源相控阵雷达天线中最重要的部件，T/R组件能够控制发射与接收信号的幅度和相位，完成雷达的波束赋形和波束扫描，一旦出现故障将会直接影响雷达天线的性能指标。在进行维修保障时，若使用传统的方法对T/R组件进行性能检测和故障定位，需要使用包括合成信号源、峰值功率计、矢量网络分析仪等在内的多种仪器对组件进行逐一测试。由于一部相控阵雷达T/R组件数目众多，这种方法需人工反复操作多次，工作量大，耗时长，效率低，并且在长时间的测量过程中，测试仪器和被测组件都会产生参数漂移，致使测试结果的准确性降低。因此，设计一种能够快速、准确地对T/R组件进行故障鉴别和诊断的自动测试系统，对于降低维修保障人员的工作强度，提高雷达维修时的工作效率是非常必要的。

在有源相控阵雷达中，T/R组件的幅相一致性水平是雷达性能的一个重要指标。T/R组件的幅相一致性可以分为T(发射)支路幅相一致性与R(接收)支路幅相一致性，前者主要针对发射链路间发射功率和相移值的一致性，而后者则主要针对接收链路间的增益和相移值的一致性。T/R组件间T支路和R支路的幅度与相位不一致将会直接导致雷达发射波束与接收波束指向偏移、副瓣电平抬高和天线增益降低，最终影响雷达的战技性能，严重的情况甚至致使雷达失效。正因为此，在有源相控阵雷达的工程实践当中，必须具备T/R组件幅相测试的有效手段，一方面需要及时诊断并隔离阵面中存在故障的T/R组件，以便于评估雷达的工作性能和提高系统的可维性，另一方面则需以幅相测试结果为基础，通过调整波控器布相对T/R组件实施校正，以确保T/R组件的幅相一致性水平，使雷达工作在最佳状态。

传统的T/R组件幅相测试方法称为开关矩阵法，其基本原理就是采用开关矩阵逐一选通待测的T/R组件，实现T或R支路的幅相测试。综合来看，这种方法存在以下不足：首先，不论是T支路还是R支路测试，每次测试只能针对一个T/R组件进行，不仅耦合的测试响应幅度小，易受噪声干扰，影响测量精度，且测试效率较低，特别是对大型有源相控阵雷达，因T/R组件数量大，对测试效率的制约就越明显。其次，T/R组件数量越多，所需的开关矩阵就越庞大，而每次测试又只能针对一个T/R组件进行，使得开关矩阵的使用频度也大大增加，这都将降低测试系统的可靠性与稳定性。此外，每次测试只能允许一路被测T/R组件正常工作，必须关闭其它的T/R组件，如果测试过程中某些T/R组件失效不能关闭，很可能严重影响当前测试的测试结果。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，旨在提供一种高效率、高可靠、高测试精度，基于正交码的有源相控阵雷达T/R组件幅相测试系统。