專利名稱：一種智能天線doa估計(jì)性能的有線測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能天線，特別是一種用于智能天線的波達(dá)方向模擬和DOA估計(jì)與自適應(yīng)波束增強(qiáng)或調(diào)零性能的測試方法。
背景技術(shù)：
智能天線由很多天線單元組成，每個單元饋以一定幅度和相位(稱之為幅度權(quán)值和相位權(quán)值)的信號以形成特定的波束，實(shí)現(xiàn)波束掃描、增強(qiáng)或調(diào)零。一般情況下，通過控制連接單元的幅度調(diào)節(jié)器對單元信號幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)形成所需要的波束，通過改變連接單元的相位調(diào)節(jié)器對單元信號的相位進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)波束掃描。
智能天線需要在某個波達(dá)方向(DOA)進(jìn)行波束增強(qiáng)或調(diào)零時，根據(jù)波達(dá)方向自適應(yīng)的計(jì)算每個單元的幅度權(quán)值和相位權(quán)值，然后通過控制與每個單元相連接的權(quán)值網(wǎng)絡(luò)(幅度調(diào)節(jié)器和相位調(diào)節(jié)器)實(shí)現(xiàn)需要的幅相權(quán)值，在期望的方向得到波束增強(qiáng)或調(diào)零方向圖。智能天線對于期望方向的估計(jì)性能和在期望方向進(jìn)行波束增強(qiáng)或調(diào)零的性能(即DOA估計(jì)性能)是智能天線最關(guān)鍵的技術(shù)性能。對這幾個關(guān)鍵性能參數(shù)的驗(yàn)證是智能天線研制中必須進(jìn)行的工作。自從智能天線提出以來，對DOA估計(jì)性能的驗(yàn)證，一般采用模擬仿真或者在遠(yuǎn)場、緊縮場條件下通過無線測試的方法進(jìn)行。由于模型的理想化，和實(shí)際的天線系統(tǒng)之間存在的差別使得模擬仿真的方法不能完全真實(shí)的反映智能天線的實(shí)際性能，因此，一般在模擬仿真的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行實(shí)際的測試，即在滿足智能天線遠(yuǎn)場條件的距離上架設(shè)真實(shí)的信號源，使其對應(yīng)真實(shí)的信號來波方向，然后分別啟動智能天線的DOA估計(jì)功能和波束增強(qiáng)或調(diào)零功能得到其DOA估計(jì)性能。這項(xiàng)工作對于機(jī)載和星載天線來說尤為重要。滿足智能天線遠(yuǎn)場條件的環(huán)境目前有兩種一種是天線遠(yuǎn)場測試場，另一種是天線緊縮測試場。天線遠(yuǎn)場測試場受環(huán)境的影響較大，無論是電磁環(huán)境還是雨雪天氣均會嚴(yán)重影響測試結(jié)果甚至無法進(jìn)行測試，而且占地面積大；天線緊縮測試場可以不受電磁環(huán)境和雨雪天氣等的影響，但造價(jià)高，全球范圍內(nèi)的天線緊縮測試場遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)場測試場的數(shù)量。另外，在以上兩種場地進(jìn)行智能天線測試，對于陣列規(guī)模較大的智能天線，架設(shè)、測試比較復(fù)雜且不方便，花費(fèi)時間長成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種智能天線DOA估計(jì)性能的有線測試方法，該測試方法對DOA估計(jì)性能的測試和驗(yàn)證不需要遠(yuǎn)場或緊縮場條件，對場地和環(huán)境的要求低，降低了應(yīng)用難度，可以更真實(shí)的反映智能天線的實(shí)際性能，具有廣泛的適用性和推廣應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種智能天線DOA估計(jì)性能的有線測試方法，測試系統(tǒng)包括幅度和相位調(diào)節(jié)器、I分P的輔助功分網(wǎng)絡(luò)、幅度和相位調(diào)節(jié)器控制器、微波信號發(fā)生器，具體測試過程如下(I)將智能天線的陣元與權(quán)值網(wǎng)絡(luò)斷開，將幅度和相位調(diào)節(jié)器與權(quán)值網(wǎng)絡(luò)連接，同時將I分P輔助功分網(wǎng)絡(luò)的功分端口分別與幅度和相位調(diào)節(jié)器連接，再將微波信號發(fā)生器與I分P輔助功分網(wǎng)絡(luò)的公共端口連接，最后將頻譜儀與波束合成器連接；其中智能天線的陣元共有I P個，且P≥3，權(quán)值網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量與陣元相同；(2)設(shè)定波達(dá)方向(0^，利用陣元在(9J1, ^j i)方向的方向圖矢量Ap ( 9 J1, 工)，計(jì)算出第p個陣元輸出口的幅相分布
權(quán)利要求
1.一種智能天線DOA估計(jì)性能的有線測試方法，其特征在于測試系統(tǒng)包括幅度和相位調(diào)節(jié)器、I分P的輔助功分網(wǎng)絡(luò)、幅度和相位調(diào)節(jié)器控制器、微波信號發(fā)生器，具體測試過程如下 (I)將智能天線的陣元與權(quán)值網(wǎng)絡(luò)斷開，將幅度和相位調(diào)節(jié)器與權(quán)值網(wǎng)絡(luò)連接，同時將I分P輔助功分網(wǎng)絡(luò)的功分端口分別與幅度和相位調(diào)節(jié)器連接，再將微波信號發(fā)生器與I分P輔助功分網(wǎng)絡(luò)的公共端口連接，最后將頻譜儀與波束合成器連接；其中智能天線的陣元共有I P個，且P彡3，權(quán)值網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量與陣元相同； ⑵設(shè)定波達(dá)方向
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能天線DOA估計(jì)性能的有線測試方法，利用天線的矢量方向圖將智能天線對信號波達(dá)方向的響應(yīng)表示為陣列單元輸出的歸一化幅相分布，用真實(shí)的幅度調(diào)節(jié)器和相位調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)這種歸一化的幅相分布，并將實(shí)現(xiàn)歸一化幅相分布的幅度調(diào)節(jié)器和相位調(diào)節(jié)器插入到智能天線系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了波達(dá)方向的真實(shí)模擬，從而能夠通過有線測試確定智能天線的DOA估計(jì)性能(包括波達(dá)方向估計(jì)、波束增強(qiáng)或調(diào)零性能)，本發(fā)明測試方法對DOA估計(jì)性能的測試和驗(yàn)證不需要遠(yuǎn)場或緊縮場條件，對場地和環(huán)境的要求低，降低了應(yīng)用難度，可以更真實(shí)的反映智能天線的實(shí)際性能，具有廣泛的適用性和推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號H04B17/00GK102664690SQ20121009606
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者吳 琳, 張衛(wèi)兵, 張寧, 施錦文, 樓大年, 田步寧, 黃齊波 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所