CN117761640A - 一种有源相控阵雷达的***发射功率测试*** - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，涉及有源相控阵雷达领域，该***利用测试主机控制收发组件中完成相位配平的所有收发通道按照相同的周期和参数同时产生脉冲发射信号，标校网络将所有收发通道的脉冲发射信号合成一路***发射功率信号输出到测试主机，即可利用基准收发通道在单通道模式下的发射信号以及***发射功率信号完成***发射功率测试，该***创新性的采用内校准网络解决了多收发通道的发射信号空间合成后的功率测试难题，可以实现自动化的***发射功率测试，且避免了收发组件标定网络间线缆的影响，可快速高效地完成***发射功率的测试并得到准确可信的测试结果。
Description
技术领域
本申请涉及有源相控阵雷达领域，尤其是一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***。
背景技术
有源相控阵雷达采用分布式收发体制，具有可靠性高、重构性强、扩展灵活等特点，是当今雷达发展主流方向。
由于有源相控阵雷达的发射机采用分布式排布，很难像集中式雷达一样直接有效的测试有源相控阵雷达整个***的发射功率，传统测试方法只能测试有源相控阵雷达的单个通道的发射功率然后根据通道个数推演整个有源相控阵雷达的***发射功率。传统的这种测试方法需要逐一对各个收发通道进行接线、控制并测量发射功率，随着通道数量的增多，测试会十分繁琐、耗时，而且这样推演得到的***发射功率的偏差往往也较大，准确度不高。
发明内容
本申请针对上述问题及技术需求，提出了一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，本申请的技术方案如下：
一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，该***发射功率测试***包括有源相控阵雷达的收发组件、标校网络、天线以及测试主机，收发组件包括多个相互独立的收发通道；
测试主机控制收发组件中完成相位配平的所有收发通道按照相同的周期和参数同时产生脉冲发射信号；
标校网络将各个收发通道的脉冲发射信号输出到天线，并将所有收发通道的脉冲发射信号合成一路***发射功率信号输出到测试主机；
测试主机根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的发射信号的幅度信息A1和发射功率P1确定***发射功率；
其中，基准收发通道是收发组件中的任意一个收发通道。
其进一步的技术方案为，确定***发射功率包括：
根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的幅度信息A1和发射功率P1以及标校网络的耦合度Coup确定***发射功率，标校网络的耦合度Coup指示每个收发通道在单通道模式下的发射信号从标校网络至测试主机的衰减量。
其进一步的技术方案为，***发射功率P2＝A2-A1+P1+Coup。
其进一步的技术方案为，***发射功率测试***完成收发组件中所有收发通道的相位配平的方法包括：
测试主机控制收发组件的各个收发通道依次在单通道模式下工作并按照相同的周期和参数产生发射信号；
标校网络将每个收发通道在单通道模式下的发射信号输出到天线同时耦合到测试主机；
测试主机根据各个收发通道在单通道模式下的相位信息完成对收发组件中所有收发通道的相位配平。
其进一步的技术方案为，完成对收发组件中所有收发通道的相位配平包括：
以基准收发通道的相位信息为基准得到相位配平表，确定其他各个收发通道的相位信息与基准收发通道的相位信息之间的相位差，控制每个收发通道按照对应的相位差进行相位配平。
其进一步的技术方案为，测试主机包括依次连接的监测组件、信号处理模块和显控计算机，监测组件用于连接标校网络，监测组件包括接收处理通道和功率计，测试主机基于接收处理通道确定各个收发通道在单通道模式下的相位信息、基准收发通道在单通道模式下的幅度信息A1以及***发射功率信号的幅度信息A2，测试主机基于功率计测量基准收发通道在单通道模式下的发射功率P1。
其进一步的技术方案为，监测组件还包括单刀双掷开关，单刀双掷开关的固定端连接监测组件的输入端而连接标校网络，单刀双掷开关的第一活动端通过接收处理通道连接信号处理模块，单刀双掷开关的第二活动端通过功率计连接信号处理模块，显控计算机连接并控制单刀双掷开关；
接收处理通道将标校网络传输的信号处理生成对应的中频信号并传输给信号处理模块，信号处理模块用于处理接收到的中频信号生成对应的幅度信息和相位信息；或者，功率计测量标校网络传输的信号的发射功率并经由信号处理模块转发给显控计算机。
其进一步的技术方案为，***发射功率测试***的工作过程包括：
显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处并依次确定每个收发通道在单通道模式下的幅度信息和相位信息；
显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处并确定***发射功率信号的幅度信息A2；
显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第二活动端处，并控制基准收发通道在单通道模式下产生发射信号以确定发射功率P1。
其进一步的技术方案为，***发射功率测试***还包括频综组件，频综组件用于给***发射功率测试***提供本振信号。
其进一步的技术方案为，标校网络的耦合度Coup＝40dB。
本申请的有益技术效果是：
本申请公开了一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，利用该***的结构以及控制方法可以实现对***发射功率的直接测试，创新性的采用内校准网络解决了多收发通道的发射信号空间合成后的功率测试难题，可以实现自动化的***发射功率测试，不受收发通道数量、场地等条件约束，可快速高效地完成***发射功率的测试。另外该***在监测组件输入端开展功率校准，避开了收发组件与标定网络间线缆的影响，使得测试结果准确可信。
附图说明
图1是本申请一个实施例的***发射功率测试***的***结构图。
图2是本申请一个实施例中显控计算机执行的***发射功率测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，请参考图1所示的***发射功率测试***的***结构图，该***发射功率测试***包括有源相控阵雷达的收发组件、标校网络、天线以及测试主机。收发组件包括多个相互独立的收发通道，比较典型的包括64个收发通道，图1以此为例，分别以收发通道1～收发通道64来表示。测试主机连接并控制收发组件的工作。
收发组件中的各个收发通道通过标校网络连接天线以及测试主机，标校网络用于将收发组件产生的发射信号输出到天线同时耦合到测试主机。在一个实施例中，测试主机包括依次连接的监测组件、信号处理模块和显控计算机，监测组件连接标校网络的输出端，显控计算机连接并控制收发组件中各个收发通道的工作过程，显控计算机是核心的控制组件，后续测试主机涉及到控制的相关操作都是由显控计算机来完成。
在本申请中，测试主机需要获取收发通道的发射信号的相位信息、幅度信息和发射功率，为了获取这些信号，监测组件包括接收处理通道和功率计，则测试主机基于接收处理通道确定相关的相位信息和幅度信息，测试主机基于功率计测量相关的发射功率。
请参考图1，在一个实施例中，监测组件还包括单刀双掷开关K，单刀双掷开关K的固定端连接监测组件的输入端而连接标校网络，单刀双掷开关K的第一活动端通过接收处理通道连接信号处理模块，单刀双掷开关K的第二活动端通过功率计连接信号处理模块，显控计算机连接并控制单刀双掷开关K进行切换。当切换到连接第一活动端时，使得标校网络与接收处理通道连通，接收处理通道将标校网络传输的信号处理生成对应的中频信号并传输给信号处理模块，信号处理模块用于处理接收到的中频信号生成对应的幅度信息和相位信息。或者当切换到连接第二活动端时，使得标校网络与功率计连通，功率计测量标校网络传输的信号的发射功率并经由信号处理模块转发给显控计算机。
另外，该***发射功率测试***还包括频综组件，频综组件用于给***发射功率测试***中的各个组件提供本振信号，图1未示出。
该***发射功率测试***的工作过程如下：
步骤1、测试主机控制收发组件中完成相位配平的所有收发通道按照相同的周期和参数同时产生脉冲发射信号。
由于有源相控阵雷达实际工作时会将多路收发通道的发射信号进行空间合成，需要保证所有收发通道的脉冲发射信号的相位保持一致，因此首先通常还需要先对收发组件的所有收发通道完成相位配平操作，包括：
(1)测试主机控制收发组件的各个收发通道依次在单通道模式下工作并按照相同的周期和参数产生发射信号。
(2)标校网络将每个收发通道在单通道模式下的发射信号输出到天线同时耦合到测试主机。
上述步骤(1)和(2)在显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处完成从而依次确定每个收发通道在单通道模式下的幅度信息和相位信息。实际的操作过程是，请参考图2的显控计算机执行的方法的流程图，显控计算机控制单刀双掷开关切换至第一活动端后，初始化参数i＝1，控制第i个收发通道在单通道模式下工作并产生发射信号，标校网络将第i个收发通道在单通道模式下的发射信号耦合输出到接收处理通道，接收处理通道将第i个收发通道的发射信号处理生成对应的中频信号并传输给信号处理模块，信号处理模块生成第i个收发通道在单通道模式下的发射信号的幅度信息和相位信息并传输给显控计算机。当i＜N时令i＝i+1并再次执行控制第i个收发通道在单通道模式下工作并产生发射信号的步骤，继续循环上述过程。当i＝N时表示已经对所有收发通道都完成遍历控制，从而得到每个收发通道在单通道模式下的幅度信息和相位信息。N是收发组件中收发通道的数量。
(3)测试主机根据各个收发通道在单通道模式下的相位信息完成对收发组件中所有收发通道的相位配平。包括以基准收发通道的相位信息为基准得到相位配平表，确定其他各个收发通道的相位信息与基准收发通道的相位信息之间的相位差，控制每个收发通道按照对应的相位差进行相位配平。
其中，基准收发通道是收发组件中的任意一个收发通道，可以自定义设置。比如基准收发通道为图1中的收发通道1时，则控制其他收发通道2～收发通道64按照各自与收发通道1的相位差进行相位配平。
步骤2、标校网络将各个收发通道的脉冲发射信号输出到天线，并将所有收发通道的脉冲发射信号合成一路***发射功率信号输出到测试主机。
由于所有收发通道是同时产生脉冲发射信号的，且所有收发通道的相位已经完成配平，因此所有收发通道的脉冲发射信号会在标校网络中合成一路，即为***发射功率信号。
该步骤在显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处完成，标校网络输出的***发射功率信号输出到接收处理通道，接收处理通道将***发射功率信号处理生成对应的中频信号并传输给信号处理模块，信号处理模块生成得到***发射功率信号的幅度信息A2和相位信息并传输给显控计算机，从而使得显控计算机确定***发射功率信号的幅度信息A2和相位信息。
步骤3、测试主机根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的发射信号的幅度信息A1和发射功率P1确定***发射功率。
该步骤需要使用到的***发射功率信号的幅度信息A2已经在步骤2确定，准收发通道在单通道模式下的发射信号的幅度信息A1已经在步骤1确定，因此实际还需要确定基准收发通道在单通道模式下的发射功率P1。在一个实施例中，基于图1这种监测组件的结构，确定发射功率P1的方法包括：显控计算机控制单刀双掷开关保持闭合在第二活动端处，然后控制基准收发通道在单通道模式下产生发射信号，标校网络将基准收发通道的发射信号耦合输出到功率计，功率计测量得到基准收发通道在单通道模式下的发射功率P1并经由信号处理模块转发给显控计算机。需要说明的是，由于确定各个收发通道在单通道模式下的幅度信息和相位信息以及确定***发射功率信号处理的幅度信息都需要保持单刀双掷开关在第一活动端，因此一般在执行完上述过程中再切换至第二活动端以确定发射功率P1，从而避免来回切换单刀双掷开关，但实际对执行顺序并没有特定要求，图2以此为例。
在一个实施例中，还会考虑标校网络的耦合度Coup来修正***发射功率，则根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的幅度信息A1和发射功率P1以及标校网络的耦合度Coup确定***发射功率。
具体的，***发射功率P2＝A2-A1+P1+Coup。
标校网络的耦合度Coup指示每个收发通道在单通道模式下的发射信号从标校网络至测试主机的衰减量，即单个收发通道的发射信号会衰减Coup后进入监测组件，从而避免监测组件接收到大功率的发射信号而烧毁，提高测试安全性和可靠性。比较典型的，标校网络的耦合度Coup＝40dB。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本申请不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本申请的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有源相控阵雷达的***发射功率测试***，其特征在于，所述***发射功率测试***包括有源相控阵雷达的收发组件、标校网络、天线以及测试主机，所述收发组件包括多个相互独立的收发通道；
所述测试主机控制所述收发组件中完成相位配平的所有收发通道按照相同的周期和参数同时产生脉冲发射信号；
所述标校网络将各个收发通道的脉冲发射信号输出到天线，并将所有收发通道的脉冲发射信号合成一路***发射功率信号输出到所述测试主机；
所述测试主机根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的发射信号的幅度信息A1和发射功率P1确定***发射功率；
其中，基准收发通道是所述收发组件中的任意一个收发通道。
2.根据权利要求1所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述确定***发射功率包括：
根据***发射功率信号的幅度信息A2、基准收发通道在单通道模式下的幅度信息A1和发射功率P1以及所述标校网络的耦合度Coup确定***发射功率，所述标校网络的耦合度Coup指示每个收发通道在单通道模式下的发射信号从所述标校网络至所述测试主机的衰减量。
3.根据权利要求2所述的***发射功率测试***，其特征在于，***发射功率P2＝A2-A1+P1+Coup。
4.根据权利要求1所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述***发射功率测试***完成所述收发组件中所有收发通道的相位配平的方法包括：
所述测试主机控制所述收发组件的各个收发通道依次在单通道模式下工作并按照相同的周期和参数产生发射信号；
所述标校网络将每个收发通道在单通道模式下的发射信号输出到所述天线同时耦合到所述测试主机；
所述测试主机根据各个收发通道在单通道模式下的相位信息完成对所述收发组件中所有收发通道的相位配平。
5.根据权利要求4所述的***发射功率测试***，其特征在于，完成对所述收发组件中所有收发通道的相位配平包括：
以基准收发通道的相位信息为基准得到相位配平表，确定其他各个收发通道的相位信息与所述基准收发通道的相位信息之间的相位差，控制每个收发通道按照对应的相位差进行相位配平。
6.根据权利要求4所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述测试主机包括依次连接的监测组件、信号处理模块和显控计算机，所述监测组件用于连接所述标校网络，所述监测组件包括接收处理通道和功率计，所述测试主机基于接收处理通道确定各个收发通道在单通道模式下的相位信息、基准收发通道在单通道模式下的幅度信息A1以及***发射功率信号的幅度信息A2，所述测试主机基于功率计测量基准收发通道在单通道模式下的发射功率P1。
7.根据权利要求6所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述监测组件还包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的固定端连接所述监测组件的输入端而连接所述标校网络，所述单刀双掷开关的第一活动端通过接收处理通道连接信号处理模块，所述单刀双掷开关的第二活动端通过功率计连接信号处理模块，所述显控计算机连接并控制所述单刀双掷开关；
所述接收处理通道将所述标校网络传输的信号处理生成对应的中频信号并传输给所述信号处理模块，所述信号处理模块用于处理接收到的中频信号生成对应的幅度信息和相位信息；或者，所述功率计测量所述标校网络传输的信号的发射功率并经由所述信号处理模块转发给所述显控计算机。
8.根据权利要求7所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述***发射功率测试***的工作过程包括：
所述显控计算机控制所述单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处并依次确定每个收发通道在单通道模式下的幅度信息和相位信息；
所述显控计算机控制所述单刀双掷开关保持闭合在第一活动端处并确定***发射功率信号的幅度信息A2；
所述显控计算机控制所述单刀双掷开关保持闭合在第二活动端处，并控制基准收发通道在单通道模式下产生发射信号以确定发射功率P1。
9.根据权利要求1所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述***发射功率测试***还包括频综组件，所述频综组件用于给所述***发射功率测试***提供本振信号。
10.根据权利要求2所述的***发射功率测试***，其特征在于，所述标校网络的耦合度Coup＝40dB。
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