西安电子工程研究所冯超豪获国家专利权
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龙图腾网获悉西安电子工程研究所申请的专利一种相控阵天线自动化测试系统及测试方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115792412B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211467006.0,技术领域涉及:G01R29/10;该发明授权一种相控阵天线自动化测试系统及测试方法是由冯超豪;白冰;江承财;霍志胜;云龙;张小虎;韩晶旺设计研发完成,并于2022-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种相控阵天线自动化测试系统及测试方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种相控阵天线自动化测试系统及测试方法,相控阵天线自动化测试系统包括矢量网络分析仪、天线喇叭及伺服系统、相控阵天线、测试工装及上位机等;本发明采用上位机将传统相控阵测试中的矢网、天线喇叭及伺服系统、相控阵天线、测试工装等集成一个整体,形成了一个联动控制系统,做到了暗室测试系统与天线控制系统的无缝结合,节省了大量人力物力,并降低了出错率。
本发明授权一种相控阵天线自动化测试系统及测试方法在权利要求书中公布了:1.一种相控阵天线自动化测试方法,其特征在于,基于相控阵天线自动化测试系统进行测试,所述相控阵天线自动化测试系统包括矢量网络分析仪、天线喇叭及伺服系统、相控阵天线、测试工装及上位机,所述矢量网络分析仪用于采集相控阵天线的TR组件相位及幅值;当天线进行接收测试时,矢量网络分析仪端口1连接天线喇叭,将射频信号通过天线喇叭发送至相控阵天线的所有TR组件,矢量网络分析仪端口2接收不同TR组件返回的射频信号,将最终测试结果显示在矢量网络分析仪仪器界面上;当天线进行发射测试时,矢量网络分析仪接线与接收状态相反;矢量网络分析仪端口2通过射频线连接至天线,天线发射的射频信号通过天线喇叭进行接收,天线喇叭连接矢量网络分析仪端口1,最终发射状态测试结果同样可在矢量网络分析仪仪器界面进行显示;所述天线喇叭及伺服系统包括天线喇叭和伺服系统,所述天线喇叭用于发射或接收射频信号;所述伺服系统根据上位机发送的控制信号,控制天线喇叭进行二自由度移动,以应对相控阵天线不同区域TR组件的测试;所述相控阵天线为一维或二维阵列天线,天线单元间距保持等长;所述测试工装接收上位机发送的控制指令,控制指令包含相控阵天线动作命令和伺服系统动作命令;基于上位机发送的控制指令,一方面相控阵天线会根据控制指令控制不同TR组件完成发射、接收,另一方面伺服系统根据控制指令,控制天线喇叭移动到对应TR组件位置,完成射频信号发送或接收; 所述上位机为测试终端,可直观显示当前测试进展,并通过串口发送控制指令,完成相控阵天线的动作及伺服系统动作;步骤如下: (1)根据测试要求布置测试现场,连接各仪器设备,将天线喇叭和伺服系统、矢量网络分析仪、相控阵天线及测试工装放置在暗室内部,通过网线及串口线与外部PC连接; (2)将天线喇叭放置在坐标原定位置,即相控阵天线单元(1,1)位置,调试使PC能够远程到矢量网络分析仪界面,同时打开PC串口,使之能够与测试工装进行串口通讯; (3)打开上位机界面,首先根据上位机左下角提示设置串口ID、波特率、传输位与停止位,正确设置后打开串口; (4)根据上位机界面右侧各类控件进行设置,注意首次需将“条阵编号”下拉框选择“条阵1”,“阵元编号”下拉框选择“阵元1”,点击“发送数据”按钮,此时开始对天线单元(1,1)进行测试,矢量网络分析仪显示此天线的测试结果; (5)若进行手动测试,根据测试需求,将“条阵编号”或“阵元编号”选择至指定条阵及阵元位置,在其他设置不需更改的情况下点击“发送数据”; (6)此时上位机自动进行计算,若天线喇叭移动相邻天线单元的时间为δ,当天线喇叭X方向运动时Y方向会同时运动,比较X方向运动时间(m-1)δ与(n-1)δ的大小,两者中的较大值为t1,此时间为伺服系统先于TR组件工作的最小时间;其中,m为条阵编号,n为阵元编号; (7)除t1以外,上位机还加入一定的延时t2,保护TR组件; (8)此时取T1=t1+t2为伺服机构先于TR组件工作的时间,T1值即为串口通讯协议的Byte12位; (9)将传输的数据通过串口下发至测试工装,测试工装会根据数据的Byte12位信息计算延时时间T1,即测试工装会向伺服系统下发控制命令后延时T1再下发控制命令给相控阵天线,从而保证天线喇叭能够先于TR组件工作前到达待测位置; (10)当天线进行发射或接收测试时,矢量网络分析仪显示波形会同步远程至PC上,用户可直接进行分析; (11)上位机下发的任一时刻命令会在“当前操作”框中显示; (12)步骤(5-11)为手动测试的过程,当需要遍历通道或遍历频率时,对“循环命令”区进行操作; (13)根据需要设置循环时长,应注意循环时长默认最小值为(δ+t2),因为循环时长最小值为天线喇叭移动到相邻天线单元的时间δ与延时保护时间t2; (14)点击“通道遍历”启动通道遍历,测试天线喇叭完成相控阵天线所有天线单元测试,设天线总数为a×a,则测试总时长为T2=[(a-1)δ+t2+(a-1)δ]a-(a-1)δ; (15)点击“频率遍历”启动频率遍历,此时天线喇叭会保持在当前位置不动,根据上位机下发的频率命令自动进行测试,设某天线单元共进行了b个不同频率测试,则测试总时长为bδ+t2; (16)当上位机执行“通道遍历”和“频率遍历”操作时,上位机会在每次命令下发的时刻截取当前屏幕图像,此时会自动保存前一命令下发的矢量网络分析仪测试结果,并将保存的图像存储在指定文件夹,测试完毕后用户直接打开截图文件进行分析即可; (17)步骤(13-16)为“通道遍历”和“频率遍历”的操作过程,当用户根据测试需求进行自定义测试时,对“自动化执行”区进行操作; (18)首先需要在PC的指定文件目录下增加txt文件,按照上位机读取要求填入需要遍历的通道、频率或其他设置,并在上位机界面输入循环时长; (19)点击“读取”按钮上位机会对用户自定义的测试要求进行分析并进行下发,点击“执行”按钮上位机会按照用户定义的循环时长进行命令自动下发;同样的,上位机每次下发命令的同时会截取上一次的矢量网络分析仪测试结果并留存; (20)当进行自动化测试的过程中,可点击“终止发送”暂停当前测试。
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