探讨RIS雷达天线调试常见问题及策略

探讨RIS雷达天线调试常见问题及策略

吕斌,闫欣荣 李明

陕西黄河集团有限公司 陕西省西安市710043

摘要：目前机载雷达已经逐步采用有源相控阵体制，天线阵面也随之发生改变。有源相控阵天线阵面较以往体制天线，调试、测试过程复杂，任务量巨大。随着机载多型有源相控阵雷达进入批量生产阶段，原有的天线测试系统已经无法满足阵面的生产和测试，急需高效、先进的测试设备。机载有源相控阵雷达天线测试系统，能适用天线阵面测试的不同场景，满足天线在近场、中场以及环境试验条件下对天线的调试、校准与测试。

关键词：RIS雷达天线；调试问题；策略；

引言

雷达天线是雷达实现远距离高精度探测的核心组件，一般在野外现场环境下进行装配交付，制造资源匮乏、装配周期长，且风载、温度等工况复杂。随着天线口径的增大，在天线装配过程中的测量调控方面存在以下难题：（1）天线阵面精度难以保证，对快速构建数字化测量场的需求迫切，且在测量精度、效率、自动化程度、测量稳定性、测量置信度等方面都提出了更高的要求；（2）传统测量调控模式存在“测”与“调”过程脱节，缺乏基于测量数据的智能化“测”与“调”快速仿真验证手段；（3）阵面精度与电性能指标耦合关系复杂，缺少对阵面精度与电性能之间耦合规律以及调控策略的研究，无法在“机械精度保证”与“电性能调控”之间快速寻找最优解。

1RIS雷达天线的优势

RIS天线是目前国际上最全面、分辨率最高的受保护天线阵列，主要由600MHz天线、400MHz天线和200MHz天线组成，是一种新的多频率天线阵列。一种天线阵列，可针对相同频率和不同频率进行特殊排列，然后与特定的天线合成器结合，共同工作，包括接收多天线单天线发射的雷达波，接收与其他天线相比，它具有明显的优点:天线频率为25MHz~2500MHz，可以说是非常全面的，包括曲面耦合天线、空气耦合天线、井内天线和各种天线阵列，以及测时、测轮、盒等多极数据发射率高达400KHz，扫描速度为850 mbits，天线屏蔽性能非常好，带宽高，信号强稳定，灵活性强，分辨率高，因此在操作过程中可以灵活配置RIS天线，使主机兼容所有阵列由于RIS天线旨在增强密封、防尘和防爆能力，因此它可以适应任何恶劣的工作环境，并具有警报功能，可显示雷达电池、温度、电缆连接等的外部世界传输状态。并直接连接到全球定位系统，使探测结果能够自动生成地理信息系统格式的文件，进行信息管理，提高探测精度和节省时间，并尽快向用户提供更准确、完整和可靠的信息。

2阵面面型调控原理

质量和精度值是当今雷达系统的趋势和研究中心，相应的抛物面天线正在向大直径高表面质量技术发展。敷地平面是测量线相交的空间类型的重要技术指标。每个控制阵列的天线由多个面组成，通过调整每个面输出信号的相位和幅度，可以实现光束形状的快速变换和扫描。这也为辐射控制提供了更大的灵活性，输出信号的性能可以在三维空间中结合起来，从而提高了工作速度，提高了观测的工作状态和精度。相位无线电主要由装配线、天线大楼和前置天线组成。装配线用作天线建筑的支柱，并用作网格面天线的水平参考。天线用于安装子网，并为子网提供良好的支持。网格面天线是相位控制矩阵车轮的中心部分，包含复杂的束和信号处理系统，并利用焊接良好的网格面天线处理车轮信号。也就是说，天线对网格面类型的网格面拟合精度直接影响雷达信号的接收性能，例如石油消耗量增加、方向偏差等。

3RIS雷达天线调试常见问题与对策

3.1雷达天线测试需求

由于发动机主动相位内有成千上万的T/R元件，制造和装配过程中的质量和装配问题是不可避免的。组件工作正常，光能传递组件在生产和编辑过程中更难控制。安装天线阵列后，各个通道的功率、频率谱和相位不一致。为了完成链路上天线阵列的测试和信号链路的接通，天线阵列校正参数对于测试天线阵列的实际测量值非常有效。采用相位控制激光的天线测试系统通过在主机计算机上实施控制机制，实现了天线阵列的自动化测试，其中包括具有天线阵列、测量仪器、服务控制、数据处理、外围设备等功能的有机系统。通过测试任务包、自动发送命令、小平面和服务响应以及远程测试数据存储和处理来测试天线网格的性能。

3.2基于数据驱动的天线阵面调控平台

数字测量场数据采集，用于适应数字孪生空间中的实际天线精度变化，与天线阵列的理论值进行比较，确定各面要校正的姿态，并根据测量结果和要求制定机电性能调节准则。信息空间与物理空间的互动和整合是亟待解决的重要问题。数值双胞胎本质上是物理对象的模拟模型，通过接收物理对象的数据而实时发展起来。这将使它们在整个生命周期中与物理对象相匹配，并在运行仿真时合并实时测量数据。组合数字化测量字段、天线框架、装配和天线阵列、天线阵列、安装设备等。创建反映天线阵列实际装配和测量的数字孪生模型；收集天线阵列精度测量数据和安装基数数据；将数据应用于动态驱动程序和三维场景显示；完整显示天线阵列装配过程；满足变换测量.

3.3机载有源相控阵天线测试系统数据处理

考虑到测试效率的问题，该测试系统采取数据采集与数据处理分离的方案，数据采集的编程环境主要有visual Basicfor Windows、Microsoftvisual Stdio 2008等，数据处理编程环境为MATLAB语言。测试软件主要用于阵面通道测试，验证待测天线所有收发通道的性能，对每个通道进行全状态测试，包括接收状态的负载态、接收态以及发射状态的移相态，并在界面上显示部分测试结果，方便测试数据的判读。测试系统测试数据结果均为测试通道合成后与参考通道的矢量比值，再做FFT，计算出返回幅度最大点的I、Q，同时回合成波束值及差波束值。程序解析下传任务流水标记、循环标记、触发标记、时间标记、波束标记等用于测试数据错位判断。

结束语

RIS雷达天线在平台探测、非开挖技术、地质分析等领域占有重要地位。因为它们在多光谱、多极、多模式和高分辨率频带中运行良好。正确开发和掌握RIS阵列不仅有利于实际操作，而且对于中国自主研制高技术雷达探测设备的推广和挑战也非常重要。该系统功能强大，运行稳定，实用性强，减少了测试人员的工作量，提高了测试效率。并能有效的减少人工测试可能产生的误操作，对于提升天线装配测量调控能力、缩短装配测量调控周期、提高天线阵面精度装配质量和电性能指标具有重要意义。

参考文献

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