有源相控陣天線EIRP測(cè)量及誤差分析

王聚亮　秦順友

摘 要： 簡(jiǎn)述了遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的原理方法，推導(dǎo)出EIRP測(cè)量的原理方程。對(duì)EIRP測(cè)量誤差進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其均方根誤差≤±0.452 dB。最后給出了某工程應(yīng)用的S波段相控陣天線的EIRP測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果同理論預(yù)算基本吻合。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)場(chǎng)直接法； 有源相控陣； EIRP測(cè)量； 誤差分析

中圖分類號(hào)： TN820?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）17?0072?02

Abstract： The principle and procedure of far?field direct method to measure EIRP of active phased?array antenna are described simply in this paper. The principle equation of measuring EIRP is derived. The error of EIRP measurement is analyzed. The results show that RMS error of EIRP measurement is less than or equal to ±0.33 dB. The measured result of EIRP for a S?band active phased?array antenna is given. The result agrees basically with the theoretical calculation result.

Keywords： far?field direct method； active phased array； EIRP measurement； error analysis

0 引 言

EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power，等效全向輻射功率）是有源相控陣天線系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，它等于天線發(fā)射功率與發(fā)射增益的乘積。EIRP測(cè)量的常用方法是通過(guò)分別測(cè)量天線發(fā)射功率和發(fā)射增益，從而計(jì)算出EIRP的大小[1?2]。但是對(duì)于有源相控陣天線，天線單元的射頻T/R組件與天線單元是集成在一起的，單獨(dú)測(cè)量相控陣天線發(fā)射凈功率和天線陣的增益是很困難的[3?6]。為此，我們提出了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的方法，并給出了工程測(cè)量實(shí)例。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在實(shí)際工程測(cè)量中值得推廣和應(yīng)用。

1 測(cè)量原理和方法

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著有源相控陣天線技術(shù)的發(fā)展，相控陣天線校準(zhǔn)和測(cè)量技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的天線測(cè)量技術(shù)無(wú)法滿足有源相控陣天線測(cè)試的需求。本文論述了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP值的原理方法，推導(dǎo)出測(cè)量的原理方程；分析了遠(yuǎn)場(chǎng)法測(cè)量EIRP誤差，其均方根誤差小于或等于±0.452 dB；給出了工程測(cè)量實(shí)例，實(shí)測(cè)結(jié)果同理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合很好。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在有源相控陣天線EIRP 測(cè)量中，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷琪.衛(wèi)星通信系統(tǒng)測(cè)試[M].北京：人民郵電出版社，1997.

[2] MIRSHAFIEI M， ABTAHI M， LAROCHELLE S et al. Wideband antenna EIRP measurements for various UWB waveforms [C]// Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Ultrea?wideband. Hannover： IEEE， 2008： 125?128.

[3] 孟明霞，丁曉磊，丁克乾，等.低副瓣有源相控陣天線測(cè)試方法研究[J].遙控遙測(cè)，2011，32（4）：55?60.

[4] 李宏，薛冰，楊英科.相控陣天線的測(cè)試技術(shù)[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2003（5）：10?13.

[5] 李為玉.有源相控陣天線發(fā)射方向圖測(cè)試簡(jiǎn)易方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（15）：95?96.

[6] 邱天，蔡興雨.相控陣天線方向圖遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試方法研究[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2008，37（2）：47?50.

[7] 毛乃宏.天線測(cè)量手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1987.

[8] INTELSAT SSOG 210. Earth station verification tests [S]. [S.l.]： INTELSAT， 2002.

[9] 秦順友，楊可忠，陳輝.不同極化天線增益測(cè)量技術(shù)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003，17（1）：7?11.

[10] 秦順友，許德森.衛(wèi)星通信地面站天線工程測(cè)量技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.

摘 要： 簡(jiǎn)述了遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的原理方法，推導(dǎo)出EIRP測(cè)量的原理方程。對(duì)EIRP測(cè)量誤差進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其均方根誤差≤±0.452 dB。最后給出了某工程應(yīng)用的S波段相控陣天線的EIRP測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果同理論預(yù)算基本吻合。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)場(chǎng)直接法； 有源相控陣； EIRP測(cè)量； 誤差分析

中圖分類號(hào)： TN820?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）17?0072?02

Abstract： The principle and procedure of far?field direct method to measure EIRP of active phased?array antenna are described simply in this paper. The principle equation of measuring EIRP is derived. The error of EIRP measurement is analyzed. The results show that RMS error of EIRP measurement is less than or equal to ±0.33 dB. The measured result of EIRP for a S?band active phased?array antenna is given. The result agrees basically with the theoretical calculation result.

Keywords： far?field direct method； active phased array； EIRP measurement； error analysis

0 引 言

EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power，等效全向輻射功率）是有源相控陣天線系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，它等于天線發(fā)射功率與發(fā)射增益的乘積。EIRP測(cè)量的常用方法是通過(guò)分別測(cè)量天線發(fā)射功率和發(fā)射增益，從而計(jì)算出EIRP的大小[1?2]。但是對(duì)于有源相控陣天線，天線單元的射頻T/R組件與天線單元是集成在一起的，單獨(dú)測(cè)量相控陣天線發(fā)射凈功率和天線陣的增益是很困難的[3?6]。為此，我們提出了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的方法，并給出了工程測(cè)量實(shí)例。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在實(shí)際工程測(cè)量中值得推廣和應(yīng)用。

1 測(cè)量原理和方法

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著有源相控陣天線技術(shù)的發(fā)展，相控陣天線校準(zhǔn)和測(cè)量技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的天線測(cè)量技術(shù)無(wú)法滿足有源相控陣天線測(cè)試的需求。本文論述了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP值的原理方法，推導(dǎo)出測(cè)量的原理方程；分析了遠(yuǎn)場(chǎng)法測(cè)量EIRP誤差，其均方根誤差小于或等于±0.452 dB；給出了工程測(cè)量實(shí)例，實(shí)測(cè)結(jié)果同理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合很好。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在有源相控陣天線EIRP 測(cè)量中，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷琪.衛(wèi)星通信系統(tǒng)測(cè)試[M].北京：人民郵電出版社，1997.

[2] MIRSHAFIEI M， ABTAHI M， LAROCHELLE S et al. Wideband antenna EIRP measurements for various UWB waveforms [C]// Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Ultrea?wideband. Hannover： IEEE， 2008： 125?128.

[3] 孟明霞，丁曉磊，丁克乾，等.低副瓣有源相控陣天線測(cè)試方法研究[J].遙控遙測(cè)，2011，32（4）：55?60.

[4] 李宏，薛冰，楊英科.相控陣天線的測(cè)試技術(shù)[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2003（5）：10?13.

[5] 李為玉.有源相控陣天線發(fā)射方向圖測(cè)試簡(jiǎn)易方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（15）：95?96.

[6] 邱天，蔡興雨.相控陣天線方向圖遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試方法研究[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2008，37（2）：47?50.

[7] 毛乃宏.天線測(cè)量手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1987.

[8] INTELSAT SSOG 210. Earth station verification tests [S]. [S.l.]： INTELSAT， 2002.

[9] 秦順友，楊可忠，陳輝.不同極化天線增益測(cè)量技術(shù)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003，17（1）：7?11.

[10] 秦順友，許德森.衛(wèi)星通信地面站天線工程測(cè)量技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.

摘 要： 簡(jiǎn)述了遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的原理方法，推導(dǎo)出EIRP測(cè)量的原理方程。對(duì)EIRP測(cè)量誤差進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其均方根誤差≤±0.452 dB。最后給出了某工程應(yīng)用的S波段相控陣天線的EIRP測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果同理論預(yù)算基本吻合。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)場(chǎng)直接法； 有源相控陣； EIRP測(cè)量； 誤差分析

中圖分類號(hào)： TN820?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）17?0072?02

Abstract： The principle and procedure of far?field direct method to measure EIRP of active phased?array antenna are described simply in this paper. The principle equation of measuring EIRP is derived. The error of EIRP measurement is analyzed. The results show that RMS error of EIRP measurement is less than or equal to ±0.33 dB. The measured result of EIRP for a S?band active phased?array antenna is given. The result agrees basically with the theoretical calculation result.

Keywords： far?field direct method； active phased array； EIRP measurement； error analysis

0 引 言

EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power，等效全向輻射功率）是有源相控陣天線系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，它等于天線發(fā)射功率與發(fā)射增益的乘積。EIRP測(cè)量的常用方法是通過(guò)分別測(cè)量天線發(fā)射功率和發(fā)射增益，從而計(jì)算出EIRP的大小[1?2]。但是對(duì)于有源相控陣天線，天線單元的射頻T/R組件與天線單元是集成在一起的，單獨(dú)測(cè)量相控陣天線發(fā)射凈功率和天線陣的增益是很困難的[3?6]。為此，我們提出了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP的方法，并給出了工程測(cè)量實(shí)例。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在實(shí)際工程測(cè)量中值得推廣和應(yīng)用。

1 測(cè)量原理和方法

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著有源相控陣天線技術(shù)的發(fā)展，相控陣天線校準(zhǔn)和測(cè)量技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的天線測(cè)量技術(shù)無(wú)法滿足有源相控陣天線測(cè)試的需求。本文論述了室外遠(yuǎn)場(chǎng)直接法測(cè)量有源相控陣天線EIRP值的原理方法，推導(dǎo)出測(cè)量的原理方程；分析了遠(yuǎn)場(chǎng)法測(cè)量EIRP誤差，其均方根誤差小于或等于±0.452 dB；給出了工程測(cè)量實(shí)例，實(shí)測(cè)結(jié)果同理論預(yù)測(cè)結(jié)果吻合很好。實(shí)踐證明，該方法是切實(shí)可行的，在有源相控陣天線EIRP 測(cè)量中，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷琪.衛(wèi)星通信系統(tǒng)測(cè)試[M].北京：人民郵電出版社，1997.

[2] MIRSHAFIEI M， ABTAHI M， LAROCHELLE S et al. Wideband antenna EIRP measurements for various UWB waveforms [C]// Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Ultrea?wideband. Hannover： IEEE， 2008： 125?128.

[3] 孟明霞，丁曉磊，丁克乾，等.低副瓣有源相控陣天線測(cè)試方法研究[J].遙控遙測(cè)，2011，32（4）：55?60.

[4] 李宏，薛冰，楊英科.相控陣天線的測(cè)試技術(shù)[J].中國(guó)測(cè)試技術(shù)，2003（5）：10?13.

[5] 李為玉.有源相控陣天線發(fā)射方向圖測(cè)試簡(jiǎn)易方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（15）：95?96.

[6] 邱天，蔡興雨.相控陣天線方向圖遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試方法研究[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2008，37（2）：47?50.

[7] 毛乃宏.天線測(cè)量手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1987.

[8] INTELSAT SSOG 210. Earth station verification tests [S]. [S.l.]： INTELSAT， 2002.

[9] 秦順友，楊可忠，陳輝.不同極化天線增益測(cè)量技術(shù)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003，17（1）：7?11.

[10] 秦順友，許德森.衛(wèi)星通信地面站天線工程測(cè)量技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.