本文提出了一种相控阵雷达天线谐波辐射发射改进型现场测试方法，并基于ITU-R SM.329-11-2011和MIL-STD-461G-2015标准，进行了天线的谐波辐射发射指标实测。结果表明：改进型现场测试方法在雷达天线有效辐射功率测定，分辨率带宽设置等方面，比基于微波暗室的测量方法，有更好的可操作性和可行性。

上期介绍了相控阵天线谐波辐射发射测试基本情况和理论基础（http://www.anytesting.com/news/1920916.html）本文重点介绍改进型现场测试方法和具体实例。

2.相控阵雷达天线谐波辐射发射改进型现场测试方法

传统微波暗室测量方法由于远场条件受限，不能满足相控阵雷达天线的天线谐波辐射发射测量的需求。本文提出了一种改进型谐波辐射发射测试方法，如图2所示。图中，待测相控阵天线阵面安装在外部联调现场或开阔场中，已知性能参数的EMC接收天线组件（包括10kHz-30MHz单极振子天线、30MHz-200MHz双锥天线、200MHz-1GHz对数周期天线、1GHz-18GHz双脊喇叭天线、18GHz-40GHz角锥喇叭）与待测天线等高架设。两天线分别由尽可能短的高性能射频屏蔽线缆与发射机和EMI测量接收机可靠互联。EMI接收机与自动控制系统放置在屏蔽室1中，待测相控阵天线的发射机放置在屏蔽室2中。

图2 改进型相控阵天线谐波辐射发射测试示意图

传统方法对被测天线的物理尺寸和工作频段要求不高，但是测试空间内本底电磁环境较好，但较难获取理想的谐波发射抑制度，而改进型测量方法对被测天线的物理尺寸和工作频段没有特殊限制，且较易于满足远场测试条件，在较小的分辨率带宽条件下，即可获取较理想的谐波发射抑制度。

MIL-STD-461G-2015以及ITU SM.329-2011中规定的杂散域无用信号暗室测试方法中包含信号功率90%的推荐的必要带宽为：10MHz-30MHz频段的带宽为10kHz,30MHz-1GHz频段的带宽为100kHz,1GHz-40GHz频段的带宽为1MHz。在实际开阔场测试中，较高带宽会导致测试不准确，基波与谐波会被本底信号淹没，因此本文推荐全频段测试的必要带宽为50kHz或更低。在实际开阔场测试过程中，应先对空间损耗和天线增益进行修正，并且需要在相控阵天线方向图的方位角和仰角上对谐波发射进行搜索，以测量最大的谐波信号电平值。

3.案例分析

本文以某型相控阵雷达天线为例，其天线基本参数如下：天线阵面最大物理尺寸D为150cm,发射信号中心频率F为8.8GHz,对应工作波长为3.41cm,接收用的双脊喇叭天线为最大物理尺寸d为24.2cm。由公式(4)计算的最小远场测试距离R为88.99m,本次谐波辐射发射测试实际选择远场测试具体为100m。

(a)垂直极化,1GHz-18GHz

(b)垂直极化,18GHz-26.5GHz 

图3  相控阵天线谐波辐射发射测量曲线（F=8.8GHz，RBW=50kHz）

图3所示为基于改进型现场测试方法测试的相控阵天线谐波辐射发射测量曲线。图中分析可知，最小分辨率带宽设置为50kHz，基波、二次谐波和三次谐波接收机实测读数分别为3.93dBm、-71.06dBm和-82.44dBm。校准的接收天线因子在基波和二、三次谐波处分别为37.1 dB(1/m)、46.3dB(1/m)、39.5 dB(1/m)，由公式（12）和公式（13）计算的相控阵谐波抑制度，如表1所示。

表1 相控阵天线谐波发射抑制测量数据一览表

结果分析可知，10kHz-40GHz频段内，该型相控阵雷达天线的谐波辐射发射二次谐波抑制度约为65dB，三次及高次谐波抑制度高于80dB。侧面也验证了改进型谐波辐射发射抑制测试方法具有较好的工程可操作性与可行性。

结论与建议

本文提出了一种基于开阔场的相控阵雷达天线谐波辐射发射改进型测试方法，构建了相控阵雷达天线谐波测试系统，并以某型相控阵雷达天线谐波辐射发射测试为例，验证了该方法在雷达天线有效辐射功率测定，分辨率带宽设置等谐波辐射发射测试细节等方面，具有较强的工程可行性。