《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種模擬多飛行狀態(tài)的外場(chǎng)天線測(cè)試技術(shù)
電子技術(shù)應(yīng)用 11期
李鉑
（中國(guó)西南電子技術(shù)研究所，四川 成都610036）
摘要： 針對(duì)超短波頻段全向天線裝機(jī)后的輻射方向圖測(cè)試需求，提出了一種模擬多飛行狀態(tài)的外場(chǎng)天線測(cè)試技術(shù)。外場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)采用地面固定輔助端測(cè)試小俯仰空域，空中無人機(jī)輔助測(cè)試大俯仰空域，著重闡述了無人機(jī)測(cè)試測(cè)試原理以及無人機(jī)繞飛或懸停方式下天線方向圖測(cè)試方法。依據(jù)所提方法測(cè)試了不同俯仰角度下天線裝機(jī)性能，從而驗(yàn)證不同機(jī)動(dòng)條件下通信鏈路性能需求，為后續(xù)射頻鏈路、射頻兼容、射頻隱身等測(cè)試驗(yàn)證提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測(cè)試依據(jù)。
中圖分類號(hào)：TN82
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223664
引用格式： 李鉑. 一種模擬多飛行狀態(tài)的外場(chǎng)天線測(cè)試技術(shù)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(11)：121-125.
An out-field antenna measurement technology of simulating multi flight state
Li Bo
(Southwest China Institute of Electronic Technology，Chengdu 610036，China)
Abstract： In order to meet the requirements of antenna radiation pattern test of ultrashort wave omnidirectional antenna installed in the airplane, an out-field antenna measurement method of simulating multi flight state is proposed. Out-field measurement system uses the ground fixed equipment to test the small airplane pitch attitude and the unmanned aerial vehicle to test the large airplane pitch attitude.The test principle of unmanned aerial vehicle and the antenna radiation pattern test method under the unmanned aerial vehicle flying around or hovering are proposed. According to the method, the installation performance of antennas at different pitch angles was tested to verify the airplane performance requirements of communication links under different maneuver conditions, providing basis data and test basis for subsequence radio frequency link, radio frequency compatibility and radio frequency stealth analysis.
Key words : airborne antenna；out-field test；unmanned aerial vehicle；large airplane pitch

【引言】

隨著機(jī)載平臺(tái)機(jī)動(dòng)性能進(jìn)一步提升，對(duì)飛機(jī)機(jī)載通信系統(tǒng)在大機(jī)動(dòng)條件下的通信性能提出了更高的要求，準(zhǔn)確地評(píng)估天線在大俯仰狀態(tài)下的裝機(jī)輻射性能，在飛行驗(yàn)證前掌握通信鏈路性能成為外場(chǎng)測(cè)試中關(guān)注的重點(diǎn)。天線性能一般在微波暗室進(jìn)行測(cè)試，微波暗室對(duì)天線和載體尺寸有一定要求，對(duì)于低頻全向天線，其受載體形狀和尺寸的影響較大，此類機(jī)載天線的整機(jī)測(cè)試一般無法在暗室開展，而是在具備條件的試驗(yàn)外場(chǎng)開展[1-3]。整機(jī)尺寸一般在10 m~20 m量級(jí)，考慮飛機(jī)自身尺寸和重量的限制，轉(zhuǎn)臺(tái)一般支持方位面360°旋轉(zhuǎn)測(cè)試能力，俯仰面±20°~±30°以內(nèi)測(cè)試能力，這類測(cè)試可以用于驗(yàn)證飛機(jī)平飛或小機(jī)動(dòng)條件下功能鏈路的性能。

當(dāng)前的天線裝機(jī)性能驗(yàn)證在具體實(shí)施過程中存在很多問題，主要表現(xiàn)在：

(1) 暗室靜區(qū)尺寸限制

機(jī)載天線(如羅盤、信標(biāo)、短波、超短波天線)頻率低（300 MHz以下），微波暗室基本不具備這么低頻條件下的遠(yuǎn)場(chǎng)條件。極少數(shù)微波暗室可支持部分頻段的輻射性能測(cè)試條件，但往往只能在靜區(qū)內(nèi)放置下單獨(dú)天線本身，一旦引入飛機(jī)局部的測(cè)試載體后，測(cè)試精度難以保證。此類天線的全向輻射方向圖受飛機(jī)載體形狀影響較大，往往局部載體也參與到了輻射中，此部分的影響需要考慮[4]。

(2) 轉(zhuǎn)臺(tái)垂直承重及力矩限制

載體平臺(tái)由于尺寸較大，重量也較重，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的垂直承重能力提出了很高的要求；但由于模擬飛行姿態(tài)時(shí)需要調(diào)整飛機(jī)的俯仰角度，俯仰交付越大，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)力矩能力要求越高，現(xiàn)有轉(zhuǎn)臺(tái)能力一般只能滿足俯仰±20°~±30°的測(cè)試空域要求，無法滿足大俯仰角域測(cè)試需求[5-6]。

(3) 外場(chǎng)考核資源緊張

外場(chǎng)一般圍繞功能鏈路/系統(tǒng)功能等方面開展，通信鏈路如果存在通信質(zhì)量不好、話音斷續(xù)等情況，往往需要從整個(gè)鏈路硬件/軟件上逐個(gè)找問題排查，機(jī)動(dòng)性不高的機(jī)載平臺(tái)可以飛行八字定點(diǎn)后對(duì)天線輻射方向圖作簡(jiǎn)單測(cè)試，機(jī)動(dòng)性高的機(jī)載平臺(tái)一般不具備單獨(dú)考核天線輻射性能的條件，這就對(duì)飛行架次和飛行路線提出了很高的要求[7-8]。

本文主要闡述低頻全向天線裝機(jī)方向圖測(cè)試方法，提出了地面固定輔助端和空中無人機(jī)輔助端的完整空域覆蓋的測(cè)試能力。針對(duì)超短波頻段天線進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合度較高。



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【作者信息】


李鉑

（中國(guó)西南電子技術(shù)研究所，四川 成都610036）



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