[发明专利]一种阵列天线的诊断方法、设备、系统以及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种阵列天线的诊断方法，包括如下步骤：S1.获得阵列天线的阵元的阵中方向图以及阵中方向图中心的位置；S2.馈入端口激励I；S3.获得M个第一测量点的位置以及阵列天线在M个第一测量点处的电/磁场的第一测量数据E；S4.根据阵中方向图、阵中方向图中心的位置、第一测量点的位置以及第一测量数据E获得口径场激励I′；S5.计算口径场激励I′与参考口径场激励I′subgt;R/subgt;的差值，对于单个阵元而言，如果差值大于预设阈值，则该阵元判定为故障阵元，反之则该阵元判定为正常阵元。本发明通过较少的测量数据，结合阵列天线已知的先验知识，能够快速、高效地对阵列天线进行诊断，并且将故障定位至单个阵元，对研发和产线上的阵列天线诊断有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种阵列天线的诊断方法、设备、系统以及计算机可读存储介质。

背景技术

天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛的应用，起到了传播无线电波的作用，是有效地辐射和接受无线电波必不可少的装置。阵列天线是一类由不少于两个天线阵元规则或随机排列并通过适当激励获得预定辐射特性的天线。近年来，阵列天线作为民用和军用天线技术的一个重要发展方向备受关注。

阵列天线由多个天线阵元组成，每个阵元馈以一定幅度和相位的信号以形成特定的波束并实现波束扫描，各阵元的信号叠加形成阵列天线的信号。一般情况下，通过控制连接阵元的衰减器对阵元的信号幅度进行调节并形成所需要的波束，通过改变连接阵元的移相器的相位对阵元信号的相位进行控制以实现波束扫描。

阵列天线在实际制造过程中，由于加工精度等造成的结构不对称，以及器件本身的不一致性，另外天线本身的波动、天线阵元之间的互耦等使得部分天线阵元的幅度和相位可能与预期值不同，甚至部分阵元失效，阵元的幅相偏差或失效会造成阵列天线口径场的变化，进而造成阵列的输出与理想情况存在偏差，影响天线的性能和使用。因此需要对阵列天线进行诊断以判断其指标是否达到设计预期。

传统的天线测试方法主要是远场测试和近场测试两类，这些方法以进行阵列天线整体特性测试为主，无法将故障定位到辐射阵元。现在常用的中场单通道测试通过控制阵列天线依次开关各个辐射阵元，在阵面的中场区，即相对于辐射阵元的远场区利用宽瓣测试天线进行测试，通过接收功率下降幅度判断阵元是否故障。这种方法虽然可将故障进行定位，但每次只能测试一个阵元。

一种更高效的、能够将故障定位至阵元的阵列天线的诊断方法亟待提出。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种阵列天线的诊断方法，通过较少的测量，能够快速高效地对阵列天线的进行诊断。

为实现上述目的，本发明一方面提出了一种阵列天线的诊断方法，其特征在于，所述阵列天线包括N个阵元，所述诊断方法包括如下步骤：

S1.获得所述阵列天线的阵元的阵中方向图以及阵中方向图中心的位置；

S2.馈入端口激励I；

S3.获得M个第一测量点的位置以及阵列天线在M个第一测量点处的电/磁场的第一测量数据E，所述第一测量数据E包含幅度和相位信息，M≥N/3；

S4.根据所述阵中方向图、阵中方向图中心的位置、第一测量点的位置以及第一测量数据E获得口径场激励I′；

S5.计算所述口径场激励I′与参考口径场激励I′_R的差值，对于单个阵元而言，如果差值大于预设阈值，则该阵元判定为故障阵元，如果差值小于预设阈值，则该阵元判定为正常阵元。

作为本发明的进一步限定，所述阵中方向图通过测量获得，或者基于阵列天线的物理参数或/和机械模型或/和仿真模型通过仿真获得，所述阵列天线的物理参数包括天线形式和阵列结构。