[发明专利]一种相控阵天线有源反射系数测试系统及方法

权利要求书

1.一种相控阵天线有源反射系数测试系统，其特征在于，包括矢量网络分析仪、多通道幅相控制分机、信号提取分机、主控计算机、校准件及稳幅稳相电缆；其中，

矢量网络分析仪被配置为用于产生测试激励信号，接收参考、反射和监测信号；

多通道幅相控制分机被配置为用于实现测试激励信号由1路到M路的转换、M路信号的独立幅度相位控制，最终实现M路幅相可控激励信号的输出；

信号提取分机被配置为用于实现M路幅相可控激励信号的直通输出，M路幅相可控激励信号的参考耦合、监测耦合、反射耦合提取，开关控制与选择输出；

主控计算机被配置为用于实现对整个系统校准与测试的自动控制；

校准件被配置为用于完成整个系统的校准；

稳幅稳相电缆被配置为用于实现系统中相应设备之间以及系统与被测天线阵列的连接；

多通道幅相控制分机包括一个M路功分网络、M路幅相控制通道、一个多通道幅相控制分机接口转换电路、一个多通道幅相控制分机电源、一个多通道幅相控制分机输入接口和M个多通道幅相控制分机输出接口；其中，每路幅相控制通道由一个数控移相器、一个数控衰减器和一个功率放大器组成；数控移相器和数控衰减器通过数控命令分别实现相位、幅度的调节控制，其控制接口通过控制电缆与多通道幅相控制分机接口转换电路相连；多通道幅相控制分机接口转换电路用于实现外部程控命令到数控微波件控制命令的接口转换和数据分配；多通道幅相控制分机电源用于为M路幅相控制通道中微波件供电；多通道幅相控制分机输入接口用于实现测试激励信号的接入，该多通道幅相控制分机输入接口与矢量网络分析仪的源输出端口连接；多通道幅相控制分机输出接口用于实现M路幅相可控激励信号的输出，该多通道幅相控制分机输出接口与信号提取分机对应的输入端口相连；信号提取分机包括M路耦合网络、三个M选1开关、一个信号提取分机接口转换电路、一个信号提取分机电源、M个信号提取分机输入接口、M个信号提取分机输出接口、一个参考输出接口、一个监测输出接口和一个反射输出接口；其中，每路耦合网络均由三个耦合器组成，分别用于实现激励直通输出与参考信号的耦合输出、激励直通输出与监测信号的耦合输出以及激励直通输出与被测天线反射回波信号的耦合输出；三个M选1开关分别用于实现M路参考耦合信号的切换选择输出、M路监测耦合信号的切换选择输出以及M路反射耦合信号的切换选择输出；信号提取分机接口转换电路用于实现外部程控命令到三个M选1开关控制命令的接口转换和数据分配；信号提取分机电源用于为三个M选1开关供电；信号提取分机输入接口用于实现激励信号的接入，该信号提取分机输入接口与多通道幅相控制分机的输出接口连接；信号提取分机输出接口用于幅相控制后的激励信号的输出，该信号提取分机输出接口被配置为用于与被测天线阵列的天线单元馈电接口相连；参考输出接口用于实现幅相控制后激励信号的参考提取输出，该参考输出接口与矢量网络分析仪的接收机一个输入端口相连；监测输出接口用于实现幅相控制后激励信号的监测提取输出，该监测输出接口与矢量网络分析仪的接收机一个输入端口相连；反射输出接口用于实现被测天线单元反射回波的提取输出，该反射输出接口与矢量网络分析仪的接收机一个输入端口相连。

2.一种相控阵天线有源反射系数测试方法，采用如权利要求1所述的一种相控阵天线有源反射系数测试系统，其特征在于，该方法包括如下步骤：

矢量网络分析仪端口输出设定频率与功率的激励信号，该激励信号进入幅相控制分机的输入接口，经M路功分网络功分后，每路信号经幅度相位调整与功率放大，进入信号提取分机，独立幅相调整后的M路信号经耦合网络后，直通信号向被测天线阵列馈电，此时，M个天线单元同时处于馈电状态，且每个天线单元接收的馈电信号的幅度相位是独立可控的，因此，天线单元间存在的互耦效应与阵列实际工作状态相同，此时，测量得到的天线单元的反射系数与其实际工作状态下的有源反射系数吻合；在主控计算机控制下，矢量网络分析仪同时接收耦合器提取的反射信号与耦合器提取的参考信号，经校准与运算处理后，直接得出被测天线单元的有源反射系数，通过信号提取分机中的M选1开关的切换，分别实现被测天线阵列中M个天线单元的有源反射系数测试；在主控计算机控制下，矢量网络分析仪还接收耦合器提取的监测信号，长时间测试过程中，主控计算机自动完成实时提取的监测信号与存储标准数据的对比，如果实时监测信号幅度相位超出规定门限，主控计算机提示进行通道校准，用户依据该监测通道实时观测系统的工作状态。