一种平板缝阵天线故障快速检测系统及方法与流程

本发明涉及航空电子，具体是一种平板缝阵天线故障快速检测系统及方法。

背景技术：

1、真空管发射机系统作为航空航天微波模块的重要组成部分，正处于高速发展阶段，但随着时间推移，其缺点逐渐显现。真空管发射机系统由高压电源、速调管和低频组件组成。其中，速调管在高压作用下形成高速电子流从而增大信号源输出功率。由于长期存放，速调管本身结构缺陷导致腔体内部真空度不足，信号放大倍数不够，严重影响产品发射性能。近年来，随着半导体科研能力提升，研制出了砷化镓、氮化镓等半导体材质，从而形成了固态发射机系统，能够长期稳定满足产品性能。目前，固态发射机系统在进行产品装机试验时，发现发射机开机测试后，将发射机装配整机开发射机测试不合格，经排查，为主通道微波接收机烧毁，试验失败。进一步分析发现为平板缝阵天线故障，其原因为平板缝阵天线内部波导腔及天线开口处存在因加工工艺导致的毛刺等多余物，发射机加高压后发射信号经过平板缝阵天线向空间辐射，由于内部多余物原因容易出现电打火现象，高电压瞬间击穿微波接收机，导致微波接收机异常。

2、针对上述平板缝阵天线故障，目前尚未见有关的合理检测方案，因此，在进行产品检测时，导致固态发射机系统存在不可预知的微波接收机击穿后功能失效问题。如何针对此种平板缝阵天线故障进行前期筛选测试，避免后期产品组装后引起微波接收机失效现象，成为一个新的难题。

技术实现思路

1、针对背景技术指出的问题，本发明的目的就是提供一种平板缝阵天线故障快速检测系统及方法，通过搭建检测系统确立测试方法，最终实现对故障平板缝阵天线的快速检测。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种平板缝阵天线故障快速检测系统，包括发射机检测设备、发射机、微波屏蔽套筒、主通道微波接收机专用工装和吸收负载；所述发射机检测设备连接发射机，发射机连接被测平板缝阵天线，被测平板缝阵天线的主通道微波接收机接口连接主通道微波接收机专用工装；

4、所述的微波屏蔽套筒包括壳体、喇叭天线、环形器及耦合器，壳体内壁敷设有吸波材料层，所述发射机、被测平板缝阵天线、主通道微波接收机专用工装和吸收负载均封闭于壳体内；所述壳体一端穿设有喇叭天线，喇叭天线通过环形器和耦合器连接功率计，天线辐射信号通过吸波材料层吸收定量微波信号，剩余信号通过喇叭天线接收，由功率计测量微波屏蔽套筒的输出功率；

5、所述的主通道微波接收机专用工装具有三个波导口和三路同轴波导转换器，三个波导口和三路同轴波导转换器一一对应，三个波导口接收被测平板缝阵天线的微波信号，三路同轴波导转换器将微波信号同轴转换后同轴输出，其中，输出功率最大的一个同轴波导转换器的输出端连接吸收负载。

6、所述的壳体由固为一体的锥筒和直筒组成，锥筒和直筒的内壁均设有吸波材料层，锥筒的大径端连接直筒一端，直筒另一端封闭；所述喇叭天线穿设于锥筒的小径端，且喇叭天线的大径端位于锥筒内部。

7、所述喇叭天线的小径端通过波导口连接环形器，环形器的一个输出端口连接有回波输出口，所述回波输出口通过耦合器耦合有功率输出口；所述功率计连接功率输出口。

8、所述的主通道微波接收机专用工装的三个波导口均为矩形波导；三路同轴波导转换器的外导体分别连接对应波导口的宽壁，三路同轴波导转换器的内导体的探针分别插入对应波导口的腔体内，探针形成辐射天线，在矩形波导的腔体中激励电磁波。

9、所述的发射机检测设备还连接有示波器和频谱仪，其中示波器通过检波器采集发射机的功率指示信号，频谱仪测量发射机的微波频谱。

10、所述的吸收负载阻值为50ω。

11、本发明还提出了采用如上所述检测系统的检测方法，包括以下步骤：

12、s1、拆除被测平板缝阵天线的主通道微波接收机，将主通道微波接收机专用工装连接被测平板缝阵天线的主通道微波接收机接口，主通道微波接收机专用工装的最大功率输出口连接吸收负载；

13、s2、发射机检测设备预热后，连接发射机检测设备、发射机与被测平板缝阵天线，调整发射机和被测平板缝阵天线位置并固定，使发射机和被测平板缝阵天线的相对位置处于正常状态；

14、s3、将发射机、被测平板缝阵天线、主通道微波接收机专用工装及吸收负载置于微波屏蔽套筒内，封闭微波屏蔽套筒；

15、s4、开机测试；设定进入被测平板缝阵天线的平均功率和峰值功率p，其中，峰值功率2.5pe≥p≥pe，pe为被测平板缝阵天线的额定功率，发射机检测设备输出测试信号给发射机，发射机按照设定的平均功率和峰值功率p将测试信号调制为高频测试信号，并发送至被测平板缝阵天线；观察此时微波屏蔽套筒的输出功率po，由po数值判断发射机是否正常；若正常，测试运行60s，执行下一步；否则停止测试，调整或更换发射机；

16、s5、测试停机后，拆除微波屏蔽套筒，卸下吸收负载；测量吸收负载电阻值，若电阻值偏移在±0.5ω范围内，则被测平板缝阵天线无故障；若吸收负载烧毁、有异味或者电阻值偏移数值不在范围内，则被测平板缝阵天线为故障天线，执行步骤s6；

17、s6、在不安装吸收负载的情况下，将发射机、故障天线置于微波屏蔽套筒内，封闭微波屏蔽套筒，重复执行步骤s4三次，每次测试时间不少于60s；然后拆除微波屏蔽套筒，安装一个新的吸收负载，封闭微波屏蔽套筒后，再次执行一次步骤s4；

18、s7、测试停机后，拆除微波屏蔽套筒，卸下吸收负载；测量吸收负载电阻值，若电阻值偏移在±0.5ω范围内，则故障天线被修复为合格天线；若吸收负载烧毁、有异味或者电阻值偏移数值不在范围内，则故障天线无法修复。

19、本发明的有益效果：

20、本发明提出的检测系统及检测方法，可快速、精准地判定平板缝阵天线内部是否存在加工残留物或者结构缺陷导致的凸起、小尖峰等多余物，并且可进行有限修复，避免了固态发射机系统组装测试时，微波接收机被损坏的风险。本发明测试性能稳定、操作简便，方法安全、可靠，满足了使用要求。

技术特征：

1.一种平板缝阵天线故障快速检测系统，包括发射机检测设备、发射机、微波屏蔽套筒、主通道微波接收机专用工装和吸收负载；其特征是：所述发射机检测设备连接发射机，发射机连接被测平板缝阵天线，被测平板缝阵天线的主通道微波接收机接口连接主通道微波接收机专用工装；

2.根据权利要求1所述的一种平板缝阵天线故障快速检测系统，其特征是：所述的壳体（1）由固为一体的锥筒和直筒组成，锥筒和直筒的内壁均设有吸波材料层（5），锥筒的大径端连接直筒一端，直筒另一端封闭；所述喇叭天线（2）穿设于锥筒的小径端，且喇叭天线（2）的大径端位于锥筒内部。

3.根据权利要求2所述的一种平板缝阵天线故障快速检测系统，其特征是：所述喇叭天线（2）的小径端通过波导口连接环形器（3），环形器（3）的一个输出端口连接有回波输出口（31），所述回波输出口（31）通过耦合器（4）耦合有功率输出口（32）；所述功率计连接功率输出口（32）。

4.根据权利要求1所述的一种平板缝阵天线故障快速检测系统，其特征是：所述的主通道微波接收机专用工装的三个波导口（6）均为矩形波导；三路同轴波导转换器（7）的外导体（71）分别连接对应波导口（6）的宽壁，三路同轴波导转换器（7）的内导体（72）的探针（73）分别插入对应波导口（6）的腔体内，探针（73）形成辐射天线，在矩形波导的腔体中激励电磁波。

5.根据权利要求1所述的一种平板缝阵天线故障快速检测系统，其特征是：所述的发射机检测设备还连接有示波器和频谱仪，其中示波器通过检波器采集发射机的功率指示信号，频谱仪测量发射机的微波频谱。

6.根据权利要求1所述的一种平板缝阵天线故障快速检测系统，其特征是：所述的吸收负载阻值为50ω。

7.一种采用如权利要求1-6任一项所述检测系统的检测方法，其特征是：包括以下步骤：

技术总结本发明属于航空电子技术领域，尤其涉及微波检测技术，具体是一种平板缝阵天线故障快速检测系统及方法，检测系统包括发射机检测设备、发射机、微波屏蔽套筒、主通道微波接收机专用工装和吸收负载；所述发射机检测设备连接发射机，发射机连接被测平板缝阵天线，被测平板缝阵天线的主通道微波接收机接口连接主通道微波接收机专用工装；所述发射机、被测平板缝阵天线、主通道微波接收机专用工装和吸收负载均封闭于微波屏蔽套筒内。本发明可快速判定平板缝阵天线是否存在内部有残留物或者结构缺陷导致的凸起、小尖峰等多余物的故障，避免组装测试时损坏微波接收机；当天线被被判定有故障后，利用本发明的检测系统，还可对故障天线进行修复。技术研发人员：付强,崔双洋,李恒松,郭乃疆,高希辉,郭晓华,张传军,宋德志,贺二元,艾茗受保护的技术使用者：国营洛阳丹城无线电厂技术研发日：技术公布日：2024/9/29