天线远场自动测量系统

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1、万方数据电子测量技术·2005年第三期55天线远场自动测量系统潘宇虎韦高西北工业大学摘要文中概述新型的天线远场自动测量系统，主要由AgilentPNA系列一体化矢量网络分析仪和先进的多功能综合转台组成，利用winsock和D(、0M技术，实现转台和矢网的远程控制，并采用visualC开发了集数据处理、图形显示于一体的系统软件。该系统结构简单，运行可靠。关键词天线远场测量综合转台IIIlpI锄咖tationofAFhr_FieldAnt既呦sAut啪ati蛐M朗su舢蚰tsyS劬PanYuhuWeiGaoAbs如mctAFa卜Fieldantenmsmeasur

2、咖entsystemisofferedinthispaper，whichismailllyrmdeupofAgilent8363aPNAandmtator．Thesoftwareforthisautormtioncontrolsyst锄isdevelopedusillgvisualC，、jlrithWinsockandDCOMtechnology．Thisremotecontmlsyst锄notonlycancontmlPNAandmtator，butalsocandodataamlySisanddisplay．Thissimplecon矗gurationof

3、systemcont“butes900dreliability．KeywordsFar_FieldantennasmeasureInentsystemrotator：1系统总体设计本系统以计算机为核心，采用了多功能的综合转台和一体化的PNA系列矢量网络分析仪，使系统结构更为简单、可靠。系统通过网线模式互连，与传统的GPIB总线模式比较，突破了通信距离限制，具有数据流量大、控制灵活、易于设备共享、数据共享等优点。同时该系统配备了大型微波暗室，待测天线(AUT)和发射天线位于微波暗室中，大大减小了测试环境对测量结果的影响。远场测量时，远控机向转台和矢网发送控制命令

4、，矢网处于外部触发状态，等待来自转台的触发信号，然后进行数据测量。与此同时主控机从矢网获取数据，进行方向图实时显示。转台绕被测天线的相位中心(距发射天线的距离大于最小测量距离)旋转，测得转台旋转到各个角度间隔时被测天线接收到的信号幅度值(远场～般不考虑相位，除非有特殊要求)，从而就可以知道被测天线的特性。远场测量时，除要输入测量频率、平均次数等参数外，还要输入采样的转台旋转角度间隔值。角度间隔值越小，所测得的被测天线的细节越准确，但同时采样所花费的时间越长，有可能使采样与转台旋转不同步，造成测量结果错误；此角度间隔值太大，不能正确测得被测天线的特性，容易丢失被

5、测天线的信息，特别是对窄波瓣的定向天线，因此角度间隔值要选择适当，缺省值是o．5。。在该系统的基础上进一步增加扫描架定位控制、探头控制、远近场变换算法、及误差补偿算法，就可以开发出更加实用的天线近场测量系统。远场测量系统的基本组成如图1所示。图1远场自动测量系统框图系统指标：暗室25×15×15m；角度分辨率：±o．01。；水平转角度范围：360。；旋转速度：1．5转／分；测量范围：10MH哥40GHz。2转台控制子系统设计该系统中采用的天线综合转台具有方位、俯仰、极化三个主要运动和一个转台整体平移运动，转台控制系统采用以计算机和运动控制卡(PMAc)结合的数

6、字控制方式，选用交流伺服电机作驱动，光电编码器为角度检测元件。能够实时显示运动轴的位置信息，并且可向矢量网络分析仪发送触发脉冲。综合转台控制原理如图2所示。远程控制机录入控制参数：方位、俯仰、极化、平动等，通过网线传到本地计算机，调用控制函数，向运动控制卡万方数据56天线远场自动测量系统(PMAc)发送转台控制命令。编码器A向驱动器提供速度信号，编码器B得到各轴的实际位置值，通过PMAC向转台控制机反馈当前位置信息。计算机通过读取的编码器信号与指令位置信号进行比较完成位置闭环控制。而速度控制是在PMAC板内完成闭环。本地计算机控制系统的主要软件功能模块：系统初

7、始化模块：对系统中的板卡进行初始化；位置值显示模块：实时显示转台转动时各轴的当前位置值，角度分辨率可达o．ol。；位置状态及速度控制模块：根据输入的位置、方向信息按最佳速度运行到指定位置。扫描状态控制模块：按照选定的扫描轴、步进轴、范围、方向等进行扫描，并按指定的间隔输出脉冲和数据；输出功能模块：实现同步脉冲输出、数字量输出、模拟输出；通讯模块：实现了本地控制机和远控机之间的通讯；事故处理模块：对系统运行时的故障进行显示，以便能紧急处理。图2转台控制原理图转台的远程通讯采用winsock网络通信技术。Winsock支持两种套接字，它们是数据报套接字(Datag

8、ramSocket)和流式套接字(St