專利名稱：一種天線耦合度測量方法
技術領域：
本發明涉及電磁兼容測試領域中天線耦合度的測量，尤其是測量安裝在艦船、運輸機等超大平臺上相距較遠的天線之間的耦合度。
背景技術：
天線耦合度的測量是多天線系統(平臺)電磁兼容設計和評估的重要環節。對于小型多天線系統，天線端口之間的距離較短，可以直接采用網絡分析儀測量天線間的耦合度。但是，對于大型多天線系統，如艦船、飛機等，天線端口之間的距離較遠，采用網絡分析儀測量天線耦合度時使用的電纜較長，當測試頻率較高時，電纜損耗較大，給耦合度測試結果帶來較大的誤差，甚至于無法完成測量。另外，在大型平臺上設備之間架設測試電纜也極為不便。

發明內容
本發明的目的是提出一種測量遠距離天線耦合度的測量方法。本發明的技術方案是利用局域網將信號發生器、測量接收機以及主控計算機連接起來，在主控計算機上編寫測控軟件，由其進行指令控制、數據分析處理和結果顯示，網絡的主要作用是進行指令傳遞和數據傳送。具體結構如圖I所示，由主控計算機通過網絡發送指令使信號發生器產生測試信號，該信號饋入到待測天線I的端口并通過天線輻射到空間中，測量接收機連接在待測天線2的端口測量接收到的信號。測量過程中，主控計算機通過網絡發送指令控制測試接收機進行頻率和功率調諧，并讀取測量接收機的在測試數據，該測試數據中包含了接收信號的頻率和功率數據。主控計算機綜合發射數據和接收數據，計算出耦合度并予以顯示。測量方法的實施流程下I)待測天線I和待測天線2的天線端口通過適當長度的測試電纜分別連接至信號發生器的輸出端口和測量接收機的輸入端口，兩個待測天線同信號發生器和測量接收機的連接對應關系視測量時的具體環境和測量目的而定，一般情況下連接關系可互換。2)主控計算機、信號發生器和測量接收機之間以應答方式建立連接并驗證通信質量。如果連接建立并且通信質量符合測量要求，主控計算機給出對應標示，可往下進行設置，否則，主控計算機給出未連接或通信質量差的標示，并提示操作者采取措施建立良好連接。通信驗證在測量過程中亦會以一定時間間隔進行，并會根據驗證結果適時給出提示。3)在主控計算機上進行信號發生器參數設置，需要設置的參數包括，測量的起始頻率，頻率間隔，輸出功率和輸出時間間隔等，如果操作者未設置這些參數，這些參數會取默認值。4)主控計算機根據信號發生器的參數設置對測量接收機的工作參數進行配置。信號發生器每次改變設置后，主控計算機均對測量接收機重新設置，使其能夠正確接收信號。5)主控計算機將設置好的參數通過指令發送給信號發生器和測量接收機并啟動測量。6)主控計算機讀取測量接收機接收到的信號的頻率和功率，將其同對應頻率的發射信號功率對比，計算出天線的耦合度，并以曲線方式顯示出來，測量數據可保存在主控計算機存儲介質上或者外部USB存儲器上。本發明的有益效果為可對間距較遠的天線之間耦合度進行精確測量。


圖I為系統的構成示意圖，圖2為一種使用對象示意圖， 圖3為具體實施方式
示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細說明。圖2是測試對象的示意圖，即要測量某型艦船上兩個天線之間的耦合度。兩個待測天線之間的直線距離為38. 79米，中間有較多的建筑遮擋。圖3是具體實施時的連接示意圖。具體實施過程如下(I)選擇艦載天線I作為發射天線，在距離其較近的位置A處放置信號發生器，將信號發生器輸出端口與天線I的饋電端口通過標準測試電纜連接；(2)選擇艦載天線2作為接收天線，在距離其較近的位置B處放置測量接收機，將測量接收機的輸入端口與天線2的饋電端口通過標準測試電纜連接；(3)根據實際使用以及操作的方便選取主控計算機的放置位置，并連接好主控計算機、信號發生器和測量接收機之間的網絡；(4)在測試頻段中根據需求選取若干個測試頻點(&，f2, -,f^, fN),對每個頻點的耦合度進行測試。以頻點fk處天線之間的耦合度測試為例主控計算機通過程控指令設置測量接收機的工作參數，包括測試中心頻率為fk，測試帶寬span，RBW/VBW，并以最大保持模式進行掃描；信號發生器關機，待測量接收機峰值穩定后，主控計算機讀取頻點fk處的功率Pkl(dBm)；主控計算機通過程控指令設置信號發生器的信號發射頻率為fk，發射功率為P-(dBm)；信號發生器開機，待測量接收機峰值穩定后，主控計算機讀取頻點fk處的功率Pk2(dBm)；由下面公式(I)即可獲取頻點fk處的天線耦合度W")|, Λ= I01g(l()l —10告)-4(I)該計算由主控計算機上的數據分析和處理模塊執行。當出現Pk2 > Pkl時，則說明該測試頻點受到環境干擾，該頻點的測試數據不可用。可根據前后頻點的耦合度測試值進行插值來求取該頻點的耦合度。
(5)獲取所有測試頻點的耦合度數據后通過插值的方式獲得測試頻段上兩個天線之間的耦合度曲線。·
權利要求
1.一種天線耦合度測量方法，利用局域網將信號發生器、測量接收機以及主控計算機連接起來，在主控計算機上編寫測控軟件，由其進行指令控制、數據分析處理和結果顯示，其特征在于，由主控計算機通過網絡發送指令使信號發生器產生測試信號，該信號饋入到待測天線I的端口并通過天線輻射到空間中，測量接收機連接在待測天線2的端口測量接收到的信號，測量過程中，主控計算機通過網絡發送指令控制測試接收機進行頻率和功率調諧，并讀取測量接收機的在測試數據，該測試數據中包含了接收信號的頻率和功率數據，主控計算機綜合發射數據和接收數據，計算出耦合度并予以顯示，具體過程為 1)待測天線I和待測天線2的天線端口通過測試電纜分別連接至信號發生器的輸出端口和測量接收機的輸入端口，兩個待測天線同信號發生器和測量接收機的連接對應關系視測量時的具體環境和測量目的而定，一般情況下連接關系可互換； 2)主控計算機、信號發生器和測量接收機之間以應答方式建立連接并驗證通信質量，如果連接建立并且通信質量符合測量要求，主控計算機給出對應標示，可往下進行設置，否則，主控計算機給出未連接或通信質量差的標示，并提示操作者采取措施建立良好連接，通信驗證在測量過程中亦會以一定時間間隔進行，并會根據驗證結果適時給出提示； 3)在主控計算機上進行信號發生器參數設置，需要設置的參數包括，測量的起始頻率，頻率間隔，輸出功率和輸出時間間隔等，如果操作者未設置這些參數，這些參數會取默認值； 4)主控計算機根據信號發生器的參數設置對測量接收機的工作參數進行配置，信號發生器每次改變設置后，主控計算機均對測量接收機重新設置，使其能夠正確接收信號； 5)主控計算機將設置好的參數通過指令發送給信號發生器和測量接收機并啟動測量; 6)主控計算機讀取測量接收機接收到的信號的頻率和功率,將其同對應頻率的發射信號功率對比，計算出天線的耦合度，并以曲線方式顯示出來，測量數據可保存在主控計算機存儲介質上或者外部USB存儲器上。
2.根據權利要求I所述的一種射頻前端保護單元，其特征在于，計算天線的耦合度，具體過程為 選取若干個測試頻點(S0, f2,…，fN^ />)，對每個頻點的耦合度進行測試，以頻點fk處天線之間的耦合度測試為例 主控計算機通過程控指令設置測量接收機的工作參數，包括測試中心頻率為/；，測試帶寬span, RBW/VBW，并以最大保持模式進行掃描； 信號發生器關機，待測量接收機峰值穩定后，主控計算機讀取頻點處的功率(dBm)； 主控計算機通過程控指令設置信號發生器的信號發射頻率為/；，發射功率為(dBm)； 信號發生器開機，待測量接收機峰值穩定后，主控計算機讀取頻點處的功率(dBm)； 由下面公式(I)即可獲取頻點A處的天線耦合度 ⑴該計算由主 控計算機上的數據分析和處理模塊執行，當出現Pk2 > Pkl時，則說明該測試頻點受到環境干擾，該頻點的測試數據不可用，可根據前后頻點的耦合度測試值進行插值來求取該頻點的耦合度。
全文摘要
本發明涉及一種天線耦合度測量方法。該方法利用局域網將信號發生器、測量接收機以及主控計算機連接起來，在主控計算機上編寫測控軟件，由其進行指令控制、數據分析處理和結果顯示，網絡的主要作用是進行指令傳遞和數據傳送。測量過程中，主控計算機通過網絡發送指令控制測試接收機進行頻率和功率調諧，并讀取測量接收機的在測試數據，該測試數據中包含了接收信號的頻率和功率數據。主控計算機綜合發射數據和接收數據，計算出耦合度并予以顯示。該方法可對間距較遠的天線之間耦合度進行精確測量。
文檔編號G01R31/00GK102944797SQ20121048376
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者周東明, 盧中昊, 劉培國, 劉繼斌, 黃記軍, 李高升, 覃宇建, 薛國義 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學