本申請涉及一種陣列天線的測試系統(tǒng)，特別是涉及相控陣天線的近場故障快速檢測或相控陣天線的調(diào)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

天線陣列(antenna array)是一組個體天線(individual antenna)的集合。這些個體天線用來發(fā)射和/或接收無線電波，它們連接在一起，并且控制它們的信號(例如電流)具有特定的幅度(amplitude)和/或相位(phase)關(guān)系。不同相位的控制信號相互作用，使得天線陣列的信號在預(yù)定方向被強化，在非預(yù)定方向被抑制。這使得天線陣列通常被作為單個天線使用與對待，并且比個體天線具有更好的方向特性(directional characteristic)與天線增益(antenna gain)。

天線陣列有許多種類。如果天線陣列中的每個個體天線均可單獨控制，那就是相控陣天線(Phased Array Antenna)。相控陣天線中，控制每個個體天線的信號相位被設(shè)計為——能使整個天線陣列的有效輻射方向圖(effective radiation pattern)在預(yù)定方向被強化、在非預(yù)定方向被抑制。個體天線的控制信號之間的相位關(guān)系可以是固定的，例如塔陣(Tower array)；也可以是可調(diào)節(jié)的，例如波束控制(Beam steering)。相控陣天線在廣播、雷達、航天通訊、氣象調(diào)查、光學(xué)、射頻識別、人機界面等方面得到了廣泛應(yīng)用。

在雷達領(lǐng)域，相控陣天線通常分為被動(passive，也稱無源)和主動(active，也稱有源)兩種。未經(jīng)特別說明時，相控陣雷達通常是指被動相控陣雷達。被動相控陣雷達也稱被動電子掃描陣列(passive electronically scanned array，PESA)，其僅有一個射頻源，由該射頻源產(chǎn)生射頻信號經(jīng)過多個相移模塊(phase shift module)后分別送往每個個體天線的發(fā)射單元。主動相控陣雷達也稱主動電子掃描陣列(active electronically scanned array，AESA)，其發(fā)射與接收功能是由大量的收發(fā)模塊(transmit/receive module)實現(xiàn)的。每個收發(fā)模塊包括發(fā)射機、接收機與天線，這些收發(fā)模塊組成陣列便構(gòu)成了主動相控陣雷達。與被動相控陣雷達不同，主動相控陣雷達為每個收發(fā)模塊均設(shè)置有獨立的射頻源，每個射頻源可以產(chǎn)生獨立(例如不同頻率)的射頻信號，這些相互獨立的射頻信號經(jīng)過多個相移模塊后分別送往每個收發(fā)模塊中的發(fā)射機。

相控陣天線在研發(fā)過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)就是測試，如何快速、準(zhǔn)確地完成相控陣天線的測試是當(dāng)前相控陣天線研發(fā)過程中的重點。相控陣天線的測試技術(shù)可以分為遠場(far field)測試和近場(near field)測試兩種。遠場測試通常是基于野外的測試方法，外界電磁環(huán)境較為復(fù)雜，很難測試準(zhǔn)確。近場測試需要的空間小，測試準(zhǔn)確且方便快捷。近年來，近場測試得到了越來越多地使用。

相控陣天線的近場測試通常在微波暗室中進行，并采用一個或多個探頭(probe)。

申請公布號為CN103344847A、申請公布日為2013年10月9日的中國發(fā)明專利申請公開了一種相控陣天線的近場測量方法，僅采用一個探頭對相控陣天線進行測試。申請公布號為CN103926474A、申請公布日為2014年7月16日的中國發(fā)明專利申請也公開了一種有源相控陣天線的近場測量方法，也是僅采用一個探頭對相控陣天線進行測試。這種單探頭的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)對于電尺寸較小的相控陣天線可以較快地完成測試，但對于電尺寸較大的相控陣天線就需要非常長的測試時間。其中的電尺寸是指相控陣天線的物理尺寸與工作波長之比。

授權(quán)公告號為CN204595204U、授權(quán)公告日為2015年8月26日的中國實用新型專利公開了一種有源相控陣雷達的收發(fā)模塊(T/R模塊)的測試方案，采用與收發(fā)模塊相同數(shù)量的多個探頭，并由相同數(shù)量的開關(guān)電路分別控制，用來對相控陣天線的每個收發(fā)模塊進行測試。仔細分析該開關(guān)矩陣式測試方案后，可以發(fā)現(xiàn)其存在如下不足。其一，有源相控陣雷達所包含的收發(fā)模塊數(shù)量少則數(shù)十，多則上萬。該方案需要設(shè)置與收發(fā)模塊相同數(shù)量的探頭和開關(guān)電路，這種測試系統(tǒng)的規(guī)模非常龐大且成本高昂。其二，不同的有源相控陣雷達所包含的收發(fā)模塊數(shù)量各不相同，該方案無法用于收發(fā)模塊數(shù)量不同的其他有源相控陣雷達，因而缺乏通用性。其三，該方案是采用開關(guān)切換方式，一次僅使用一個探頭測試一個收發(fā)模塊，從而實現(xiàn)對大量收發(fā)模塊的分時測試，這樣就用多探頭的開關(guān)切換時間替代了單探頭的探頭移動時間，大大提高了測試速度。但即便如此，大型相控陣天線的測試時間依然相當(dāng)漫長，往往需要一個月乃至數(shù)個月的測試時間。

申請公布號為CN105259544A、申請公布日為2016年1月20日的中國發(fā)明專利申請公開了一種有源相控陣雷達的收發(fā)模塊(T/R組件)的測試方案，將測試激勵信號送給所有收發(fā)模塊，每個收發(fā)模塊內(nèi)部的移相器對測試激勵信號分別進行正交相位調(diào)制，信號處理器再通過正交相位解調(diào)來完成對各個收發(fā)模塊的測試。仔細分析該方案后，可以發(fā)現(xiàn)其與本申請有實質(zhì)性的差異。該方案是針對有源相控陣雷達的收發(fā)模塊進行幅度與相位的測試，測試的是收發(fā)模塊的輸入與輸出的信號流，采用的是有線信號傳輸方式。本申請涉及的是對相控陣天線進行測試，測試的是天線口面的電場感應(yīng)，采用的是無線信號傳輸方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于故障檢測或幅度校準(zhǔn)的天線快速檢測系統(tǒng)，避免采用開關(guān)切換方式，從而進一步提高天線測試速度和測試效率，縮短測試時間。

為解決上述技術(shù)問題，本申請的天線快速檢測系統(tǒng)及其測試方法分為兩種情況。第一種情況是待測天線作為接收天線，第二種情況是待測天線作為發(fā)射天線。

當(dāng)待測天線作為接收天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)包括信號源、信號處理單元、多個探頭、待測天線、接收機。信號源產(chǎn)生初始信號。一路初始信號經(jīng)過信號處理單元轉(zhuǎn)換為一組編碼特征各異的發(fā)射信號并分別送往多個探頭同時對外發(fā)射；這一組發(fā)射信號的編碼信息送往接收機。待測天線為相控陣天線或反射面天線。多個探頭輻射出的電磁波在空間傳輸后被待測天線同時接收并送往接收機，所接收信號經(jīng)過接收機根據(jù)編碼信息解調(diào)后得到其中不同編碼特征信號的幅度。

進一步地，當(dāng)待測天線作為接收天線時，所述天線快速檢測系統(tǒng)還包括處理計算機；信號源產(chǎn)生初始信號；一路初始信號經(jīng)過信號處理單元轉(zhuǎn)換為一組編碼特征各異的發(fā)射信號并分別送往多個探頭同時對外發(fā)射；這一組發(fā)射信號的編碼信息送往處理計算機；多個探頭輻射出的電磁波在空間傳輸后被待測天線同時接收并送往接收機后再送往處理計算機，所接收信號經(jīng)過處理計算機根據(jù)編碼信息解調(diào)后得到其中不同編碼特征信號的幅度。

優(yōu)選地，所述多個探頭排列為直線或二維陣列，直線包括沿水平方向排為一行或是沿垂直方向排為一列，二維陣列包括圓形、圓弧形、長方形矩陣的任意一種。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在可移動的掃描架上。

進一步地，所述信號處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、分配單元、多個編碼單元、多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；一路初始信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，再經(jīng)過分配單元復(fù)制為多路數(shù)字初始信號并分別提供給各個編碼單元；每一路數(shù)字初始信號分別經(jīng)過各個編碼單元進行各不相同的編碼得到一組編碼特征各異的發(fā)射信號；各個發(fā)射信號的編碼信息送往接收機或處理計算機；這一組發(fā)射信號經(jīng)過多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元由數(shù)字信號轉(zhuǎn)為模擬信號。

優(yōu)選地，所述編碼單元的數(shù)量、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量均與探頭數(shù)量相同。

進一步地，所述信號源與信號處理單元省略，改為多個信號源；所述多個信號源產(chǎn)生一組相參的、編碼特征各異的發(fā)射信號；這一組發(fā)射信號分別送往多個探頭同時對外發(fā)射；這一組發(fā)射信號的編碼信息送往接收機或處理計算機。

當(dāng)待測天線處于接收位置時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)及其測試方法在最優(yōu)情況下僅需使用唯一信號源與單通道的接收機。其測試方法基于碼分方式，運用展頻手段構(gòu)造出編碼各異的一組發(fā)射信號，這一組發(fā)射信號可以同時被待測天線接收并由接收機和/或處理計算機進行解調(diào)得到不同編碼特征信號并檢測幅度，相當(dāng)于分別在每個探頭的位置單獨發(fā)射初始信號進行多次分時測試的組合情況。本申請不僅節(jié)省了現(xiàn)有方案中的開關(guān)切換時間因而提高了測試速度與測試效率，而且由于這一組發(fā)射信號屬于初始信號的同頻信號因而測試結(jié)果準(zhǔn)確。

當(dāng)待測天線作為發(fā)射天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)包括信號源、待測天線、多個探頭、接收機；信號源產(chǎn)生發(fā)射信號。待測天線為相控陣天線或反射面天線。發(fā)射信號送往待測天線對外發(fā)射。待測天線輻射出的電磁波在空間傳輸后被多個探頭分別同時接收。每個探頭所接收的信號分別送往接收機檢測得到幅度和/或相位。

優(yōu)選地，多個探頭分別連接一個接收機的多個端口或多個接收機。

優(yōu)選地，所述接收機為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。

當(dāng)待測天線處于發(fā)射位置時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)及其測試方法需要使用具有多路通道(即多個端口)的一個接收機，或者是多個單通道接收機。其測試方法是通過接收機的多路通道來實現(xiàn)對多探頭所接收的多個信號的同時檢測。

附圖說明

圖1是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例一的示意圖。

圖2是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例一對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖3是一個8×8陣列天線與一個8×1探頭組的示意圖。

圖4是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例二的示意圖。

圖5是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例二對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖6是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例三的示意圖。

圖7是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例三對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖8是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例四的示意圖。

圖9是待測天線為接收天線時測試系統(tǒng)實施例四對應(yīng)的測試方法流程圖。

圖10是待測天線為發(fā)射天線時測試系統(tǒng)的示意圖。

圖11是待測天線為發(fā)射天線時測試系統(tǒng)對應(yīng)的測試方法流程圖。

具體實施方式

請參閱圖1，當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例一包括：

——信號源，通過線纜連接信號處理單元。所述信號源用于產(chǎn)生初始信號f0并送往信號處理單元。所述初始信號f0例如是由晶體振蕩器(crystal oscillator)產(chǎn)生并可選地通過頻率變換得到，該初始信號f0作為整個天線快速檢測系統(tǒng)的測試頻率。

所述信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線快速檢測系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線快速檢測系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

——信號處理單元，通過線纜連接各個探頭。所述信號處理單元接收信號源所輸出的初始信號f0，并將一路初始信號f0變換為一組編碼特征各異的發(fā)射信號ft1～ftN。這一組發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。同時，信號處理單元還將編碼信息(包含編碼算法、所使用的編碼序列等)送往接收機，編碼信息可以用來將每個發(fā)射信號解碼(即去除編碼特征，還原為初始信號f0)。

所述信號處理單元使用的編碼算法可以借鑒CDMA(code division multiple access，碼分多址)技術(shù)中的展頻(spread spectrum，也稱擴頻)技術(shù)，例如可以采用正交序列(orthogonal sequence，也稱正交碼，orthogonal code)、偽隨機序列(pseudo-random sequence，也稱偽隨機碼，pseudo-random code)、偽噪聲序列(pseudo-noise sequence，也稱偽噪聲碼，pseudo-noise code)對初始信號f0進行調(diào)制(modulation)。金氏碼(gold code)就是一種常見的偽噪聲碼，可用于實現(xiàn)上述目的。

——多個探頭，用于將信號處理單元所輸出的一組發(fā)射信號ft1～ftN同時對外發(fā)射。其中的每個探頭將信號處理單元所輸出的編碼特征各異的一個發(fā)射信號同時對外發(fā)射。

所述多個探頭通常排列為直線，例如多個探頭沿水平方向排為一行，或是沿垂直方向排為一列?；蛘?，所述多個探頭也可排列為圓形、圓弧形、長方形矩陣等二維陣列。

——待測天線，通過線纜連接接收機。所述待測天線為包含多個個體天線的相控陣天線，其中的多個(部分或全部的)個體天線用于同時接收多個探頭所輻射出的、在空間傳輸?shù)碾姶挪?，也就是待測天線同時接收多個探頭同時發(fā)射的一組發(fā)射信號ft1～ftN，待測天線的接收信號fr被送往接收機。

——接收機，至少具有一路接收通道(即接收端口)。所述接收機僅使用一路接收通道對待測天線所輸出的接收信號fr進行與編碼信息相對應(yīng)的解調(diào)(demodulation)，從而得到不同編碼特征信號的幅度，也就是得到了每個探頭所發(fā)射信號的幅度，從而判定用于接收的多個個體天線的接收特性。

如果多個探頭同時發(fā)射相同頻率、相同編碼的信號，這些信號會在空間合成，待測天線就無法分辨出每個探頭所發(fā)射的信號并進行檢測。將初始信號f0進行編碼后形成一組編碼各異的發(fā)射信號ft1～ftN并由多個探頭同時發(fā)射，這些信號由于編碼各異即使頻率相同也不會在空間合成，而待測天線也能分辨出每個探頭所發(fā)射的信號并由接收機和/或處理計算機實現(xiàn)檢測，并且檢測結(jié)果等同于多個探頭分別發(fā)射初始信號f0并由待測天線分別接收的情況。例如，本申請的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)采用8個探頭同時發(fā)射一組發(fā)射信號ft1～ft8，就相當(dāng)于采用唯一探頭在探頭一的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收，再將唯一探頭移動到探頭二的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收，……，再將唯一探頭移動到探頭八的位置發(fā)射初始信號f0由待測天線接收。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在掃描架上，掃描架可以移動。通過移動掃描架可以調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，從而使探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

請參閱圖2，圖1所示的基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例一對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S201：信號源產(chǎn)生初始信號f0并送往信號處理單元。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線快速檢測系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線快速檢測系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往信號處理單元和接收機作為時鐘信號。

步驟S202：信號處理單元將一路初始信號f0變換為一組編碼特征各異的發(fā)射信號ft1～ftN，并分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。信號處理單元還將各個發(fā)射信號的編碼信息送往接收機，編碼信息可以用來將每個發(fā)射信號去除編碼特征還原為初始信號f0。

步驟S203：多個探頭分別將一組發(fā)射信號ft1～ftN同時對外發(fā)射。換而言之，每個探頭分別將編碼特征各異的一路發(fā)射信號同時對外發(fā)射。

步驟S204：待測的相控陣天線或反射面天線作為接收天線，同時接收多個探頭所發(fā)射的電磁波，即同時接收多個探頭所發(fā)射的一組發(fā)射信號ft1～ftN，所接收信號fr被送往接收機。

步驟S205：接收機根據(jù)信號處理單元傳輸?shù)木幋a信息，從所接收信號fr中進行與編碼信息相對應(yīng)的解調(diào)，從而得到不同編碼特征信號的幅度，最終判定待測天線的接收特性。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括：重復(fù)步驟S201至步驟S205并且每次使用不同頻率的初始信號f0，如此這般進行頻率遍歷掃描直至完成待測天線整個頻段的測試。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括：重復(fù)步驟S201至步驟S205并且每次移動掃描架的位置。作為發(fā)射端的多個探頭可選地部署在掃描架上，通過移動掃描架可以不斷調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，直至探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

例如請參閱圖3，假設(shè)待測天線包含64個陣元(即個體天線)且排列為8排8列，可以是相控陣天線或反射面天線。排為一列的8個探頭固定在掃描架上。假設(shè)待測天線的工作頻段是18GHz～20GHz，測試頻率的掃描步進是1GHz，則頻率遍歷掃描以及覆蓋整個近場掃描面的測試過程如下。

首先測試18GHz，因此將初始信號f0設(shè)為18GHz，信號處理單元將初始信號f0變換為一組8個發(fā)射信號ft1～ft8編碼特征例如分別為A、B、C、D、E、F、G、H。排為一列的8個探頭同時分別發(fā)射這一組8個發(fā)射信號ft1～ft8，待測天線同時接收這些信號并傳給接收機檢測分析，由此可以判斷待測天線在18GHz的接收特性。采用同樣方式測試19GHz、20GHz。

然后移動掃描架，重復(fù)上述測試18GHz、19GHz、20GHz的過程。例如根據(jù)測試頻率設(shè)置探頭采樣間隔，以此作為掃描架的移動步進值。不斷移動掃描架并重復(fù)上述測試過程，以使排為一列的8個探頭與待測天線之間的位置關(guān)系不斷變化，直至探頭的位置遍歷了待測天線的整個近場掃描面，從而得到探頭覆蓋整個近場掃描面的待測天線在各測試頻率的接收特性。

優(yōu)選地，在步驟S205之后還包括，對待測天線進行近場故障檢測和/或近場幅度校準(zhǔn)。待測天線包含多個個體天線，每一個個體天線都具有接收信號的能力。當(dāng)信號源的位置不變時，相鄰個體天線所接收的信號應(yīng)該具有接近的幅值。如果有某個體天線的接收信號幅值顯著地區(qū)別于相鄰個體天線的接收信號幅值，則可以判定該個體天線出現(xiàn)故障，從而實現(xiàn)對個體天線故障的快速診斷。如果在多次測試條件下，有某個體天線的接收信號幅值與相鄰天線的接收信號幅值不符合理論推導(dǎo)且呈現(xiàn)固定偏差，則可以判斷該個體天線的接收結(jié)果不準(zhǔn)確，可通過調(diào)整相應(yīng)元件來減少或消除該個體天線的輸出電信號的偏差。

請參閱圖4，這是當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例二。該實施例二在實施例一的基礎(chǔ)上增加了處理計算機，并且信號處理單元是將編碼信息送往處理計算機，接收機是將待測天線所輸出的接收信號fr也送往處理計算機。由處理計算機對接收信號fr進行與編碼信息相對應(yīng)的解調(diào)，從而得到每個探頭所發(fā)射信號的幅度，最終判定待測天線的接收特性。

請參閱圖5，這是圖4所示的基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例二對應(yīng)的測試方法，包括如下步驟：

步驟S501，與步驟201相同。

步驟S502，信號處理單元將編碼信息送往處理計算機，其余內(nèi)容與步驟S202相同。

步驟S503，與步驟S203相同。

步驟S504，與步驟S204相同。

步驟S505：接收機將所接收信號fr送往處理計算機。

步驟S506：處理計算機根據(jù)信號處理單元傳輸?shù)木幋a信息，從所接收信號fr中進行與編碼信息相對應(yīng)的解調(diào)，從而得到不同編碼特征信號的幅度，最終判定待測天線的接收特性。

實施例二也可采用與實施例一相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場故障檢測和/或近場幅度校準(zhǔn)等附加方案。

請參閱圖6，這是當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例三。與實施例一或?qū)嵤├啾龋瑢嵤├o出了信號處理單元的一種具體實現(xiàn)方式。所述信號處理單元具體包括：

——模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)單元，用于將一路模擬初始信號f0轉(zhuǎn)換為數(shù)字初始信號f0，并送往分配單元。

——分配單元，用于將一路數(shù)字初始信號f0復(fù)制為多路數(shù)字處理信號f0，并分別送往各個編碼單元。

——多個編碼單元，每個編碼單元用于將一路數(shù)字初始信號f0進行互不相同的編碼后輸出。多個編碼單元分別輸出多路編碼特征各不相同的一組數(shù)字發(fā)射信號ft1～ftN，這一組數(shù)字發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。所述編碼例如是由多個編碼單元采用正交序列、偽隨機序列、偽噪聲序列中的一種或多種分別對一路數(shù)字初始信號f0進行展頻調(diào)制。這些編碼單元還將各個發(fā)射信號的編碼信息送往接收機或處理計算機。

——多個數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)單元，每個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元用于將一路數(shù)字發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為一路模擬發(fā)射信號。多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別輸出多路編碼特征各異的一組模擬發(fā)射信號ft1～ftN，這一組模擬發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。

優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量、編碼單元的數(shù)量、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量均與探頭數(shù)量相同。

請參閱圖7，圖6所示的基于碼分的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)的實施例三對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S701：信號源產(chǎn)生初始信號f0并送往模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、分配單元、編碼單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和接收機作為時鐘信號。

步驟S702：模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將一路模擬初始信號f0轉(zhuǎn)換為一路數(shù)字初始信號f0，并送往分配單元。

步驟S703：分配單元將一路數(shù)字初始信號f0復(fù)制為多路數(shù)字初始信號f0，并分別提供給各個編碼單元。

步驟S704：每個編碼單元均對一路數(shù)字初始信號進行各不相同的編碼，得到一組編碼特征各異的數(shù)字發(fā)射信號ft1～ftN中的一個，多個編碼單元便輸出一組數(shù)字發(fā)射信號ft1～ftN并分別送往多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。這些編碼單元還將各個發(fā)射信號的編碼信息送往接收機或處理計算機。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量、編碼單元的數(shù)量、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元的數(shù)量均與探頭數(shù)量相同。

步驟S705：每個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將一路數(shù)字發(fā)射信號轉(zhuǎn)換為一路模擬發(fā)射信號，多個數(shù)模轉(zhuǎn)換單元分別輸出多路編碼特征各異的一組模擬發(fā)射信號ft1～ftN，這一組模擬發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。

下面是步驟S706至步驟S708，分別等同于步驟S203至步驟S205，不再贅述。

或者，下面是步驟S716至步驟S719，分別等同于步驟S503至步驟S506，不再贅述。

實施例三也可采用與實施例一相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場故障檢測和/或近場幅度校準(zhǔn)等附加方案。

請參閱圖8，這是當(dāng)待測天線為接收天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例四。與實施例一或?qū)嵤├啾?，實施例四用多個信號源取代了實施例一中的唯一信號源和信號處理單元。

所述多個信號源通過線纜連接多個探頭。所述多個信號源用于產(chǎn)生一組相參(coherent)的發(fā)射信號ft1～ftN。相參是指各信號源產(chǎn)生的信號之間具有確定的相位關(guān)系。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率相同，但分別具有不同的編碼特征，例如可由多個可編程的數(shù)字信號源產(chǎn)生。這一組發(fā)射信號ft1～ftN分別送往多個探頭。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。同時，所述多個信號源還將各個發(fā)射信號的編碼信息(包含編碼算法、所使用的編碼序列等)送往接收機或處理計算機，編碼信息可以用來將每個發(fā)射信號解碼(即去除編碼特征)。

此外，至少一個信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

請參閱圖9，圖8所示的基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)的實施例四對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S901：多個信號源產(chǎn)生一組相參的發(fā)射信號ft1～ftN，并分別送往多個探頭。這一組發(fā)射信號ft1～ftN的頻率相同但分別具有不同的編碼特征。優(yōu)選地，發(fā)射信號的數(shù)量與探頭數(shù)量相同。所述多個信號源還將各發(fā)射信號的編碼信息送往接收機或處理計算機，編碼信息可以用來將每個發(fā)射信號解碼。

此外，至少一個信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個測試系統(tǒng)的各組成部分，為整個測試系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，至少包括送往接收機作為時鐘信號。

下面是步驟S902至步驟S904，分別等同于步驟S203至步驟S205，不再贅述。

或者，下面是步驟S912至步驟S915，分別等同于步驟S503至步驟S506，不再贅述。

實施例四也可采用與實施例一相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面、近場故障檢測和/或近場幅度校準(zhǔn)等附加方案。

與現(xiàn)有的單探頭的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)相比，本申請的天線快速檢測系統(tǒng)采用多探頭，可以顯著地提高天線測試速度與測試效率，縮短測試時間。與現(xiàn)有的多探頭的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)相比，本申請以碼分(code division)方式取代了開關(guān)切換方式，由于省略了開關(guān)切換時間，并且多個探頭可以一起發(fā)射由待測天線同時接收并由接收機的單通道和/或處理計算機進行檢測分析，進一步提高了天線測試速度與測試效率，縮短了測試時間。

請參閱圖10，當(dāng)待測天線為發(fā)射天線時，本申請基于碼分的天線快速檢測系統(tǒng)包括：

——信號源，通過線纜連接待測天線。所述信號源用于產(chǎn)生發(fā)射信號fr并送往待測天線。所述發(fā)射信號ft例如是由晶體振蕩器產(chǎn)生并通過頻率變換得到，該發(fā)射信號ft作為整個天線快速檢測系統(tǒng)的測試頻率。

所述信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線快速檢測系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線快速檢測系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。所述參考信號REF例如為10MHz。

——待測天線，為包含多個個體天線的相控陣天線，用于將一路發(fā)射信號ft對外發(fā)射。

——多個探頭，通過電纜連接接收機。多個探頭用于同時分別接收待測天線所發(fā)射的信號ft，多個探頭所接收信號fr1～frN分別送往一個接收機的各個端口或多個接收機。例如，探頭數(shù)量小于或等于接收機的端口數(shù)量。

——接收機，具有多路接收通道，或者是多個接收機。這些接收通道用于同時檢測一組接收信號fr1～frN的幅度和/或相位，從而判定待測天線的發(fā)射特性。例如，常規(guī)的四端口矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀具有8路相參接收通道，每一路接收通道就相當(dāng)于是一個獨立的單通道接收機。具有多個接收通道的接收機也可改為多個單通道接收機。

優(yōu)選地，所述多個探頭部署在掃描架上，掃描架可以移動。通過移動掃描架可以調(diào)節(jié)待測天線與多個探頭之間的位置關(guān)系，從而使探頭的位置覆蓋待測天線的整個近場掃描面。

請參閱圖11，圖10所示的基于頻分的相控陣天線快速檢測系統(tǒng)對應(yīng)的測試方法包括如下步驟：

步驟S1101：信號源產(chǎn)生發(fā)射信號ft并送往待測天線。此外，信號源還將自身的時鐘信號作為參考信號REF送往整個天線快速檢測系統(tǒng)的各組成部分，為整個天線快速檢測系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)。

步驟S1102：待測天線將一路發(fā)射信號ft對外發(fā)射。

步驟S1103：多個探頭同時分別接收待測天線所發(fā)射的一路發(fā)射信號ft，每個探頭分別將所接收信號fr1～frN分別送往接收機。

步驟S1104：接收機同時檢測一組接收信號fr1～frN的幅度和/或相位值，從而判定用于待測天線的發(fā)射特性。

待測天線作為發(fā)射天線時的天線測試方法，也可采用待測天線作為接收天線時天線測試方法的各實施例相同的頻率遍歷掃描、探頭覆蓋整個近場掃描面等附加方案。

優(yōu)選地，在步驟S1104之后還包括，通過已有算法實現(xiàn)相控陣天線的近場測試參數(shù)與遠場測試參數(shù)的轉(zhuǎn)化，獲得相控陣天線的輻射方向圖等信息。例如，先針對待測天線進行上述測試方法的各步驟得到待測天線作為發(fā)射天線在近場掃描面上的幅度及相位分布，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)、探頭的特性和近場掃描面的位置信息，通過已有算法計算出天線遠場特性的全部信息。將待測天線改為標(biāo)準(zhǔn)增益天線后重新進行上述測試方法的各步驟得到標(biāo)準(zhǔn)增益天線的天線遠場特性的全部信息，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)增益天線已知的標(biāo)定增益值計算待測天線的增益值，完成待測天線的增益測試。

以上僅為本申請的優(yōu)選實施例，并不用于限定本申請。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。