相控阵天线的测试方法可根据测试距离、测量维度及校准需求分为近场测试、中场测试和远场测试三大类，以下为具体方法及分析：

一、近场测试方法

近场测试通过在天线近场区域采集数据，再通过数学变换得到远场特性，适用于高精度、高频段天线的测试。

1. 平面近场扫描
   • 原理：在天线前方的平面上进行二维扫描，采集近场幅度和相位数据，通过傅里叶变换得到远场方向图。
   • 优点：精度高，适用于高频段天线；测试环境可控，受外界干扰小。
   • 缺点：测试时间长，对探头位置精度要求高；对大型天线，扫描面积大，效率低。
2. 柱面近场扫描
   • 原理：在天线周围的柱面上进行扫描，适用于方位面宽波束、俯仰面窄波束的天线。
   • 优点：减少了扫描面积，适用于某些特定天线类型。
   • 缺点：计算复杂度高于平面近场扫描。
3. 球面近场扫描
   • 原理：在天线周围的球面上进行扫描，通过球面波展开得到远场特性。
   • 优点：适用于全向性天线；不需要复杂的探头传动系统。
   • 缺点：计算复杂，数据处理时间长；对大型天线，难以实现球面扫描。

二、中场测试方法

中场测试通过在天线中场区域采集数据，结合近场和远场测试的优点，适用于某些特定场景。

1. 中场校准技术
   • 原理：利用参考天线放在待测相控阵前方特定位置，通过测量耦合幅相值进行校准。
   • 优点：适用于阵列每个单元馈电相位均可360°调控的场合；校准精度较高。
   • 缺点：对参考天线的位置和性能要求高；测试过程复杂。

三、远场测试方法

远场测试直接在远场区域测量天线的辐射特性，适用于低增益、低频天线的测试。

1. 高架场法
   • 原理：将源天线高架，待测天线放置在远场区域，直接测量远场方向图。
   • 优点：测试环境接近自由空间，结果准确；适用于低频段、低增益天线。
   • 缺点：需要较大的测试场地；对高频段天线，远场距离要求高，难以实现。
2. 斜式测试场法
   • 原理：源天线架设较低，待测天线架设在绝缘高塔上，源天线上仰一定角度，最大辐射方向对准待测天线。
   • 优点：减少了测试场地需求；适用于某些特定天线类型。
   • 缺点：对源天线和待测天线的架设要求高；可能受到地面反射的影响。
3. 紧缩场测试法
   • 原理：利用反射面或透镜将源天线发出的球面波转换为平面波，在较小的空间内模拟远场条件。
   • 优点：测试场地小，适用于高频段、高增益天线；测试效率高。
   • 缺点：设备复杂，成本高；对反射面或透镜的精度要求高。

四、相控阵天线特有测试方法

针对相控阵天线的波束扫描特性，还需进行波束指向精度、副瓣电平、增益一致性等特有参数的测试。

1. 波束指向精度测试
   • 方法：通过控制相控阵天线的馈电相位，使波束指向不同方向，测量实际波束指向与理论指向的偏差。
   • 意义：评估相控阵天线的波束控制能力。
2. 副瓣电平测试
   • 方法：在远场区域测量天线副瓣的最大电平，与主瓣电平进行比较。
   • 意义：评估天线的抗干扰能力和辐射效率。
3. 增益一致性测试
   • 方法：测量相控阵天线在不同波束指向下的增益，评估增益的一致性。
   • 意义：确保天线在不同波束指向下性能稳定。