有源相控阵天线校准方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201610863764.2

申请日:

2016.09.29

公开号:

CN106533581A

公开日:

2017.03.22

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H04B 17/12申请日:20160929|||公开

IPC分类号:

H04B17/12(2015.01)I; H04B17/21(2015.01)I

主分类号:

H04B17/12

申请人:

四川九洲电器集团有限责任公司

发明人:

何敏; 黄卫; 王红林

地址:

621000 四川省绵阳市科创园区九华路6号

优先权:

专利代理机构:

北京聿宏知识产权代理有限公司 11372

代理人:

吴大建

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内容摘要

本发明提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1;步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,所述第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n;步骤d:获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn;步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,将n加1,转步骤b;步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准。本发明通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以实现对单路T/R进行接收幅度校准。

权利要求书

1.一种有源相控阵天线校准方法,其特征在于,包括:步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1;步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,所述第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n;步骤d:获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn;步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,将n加1,转步骤b;步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准,其中,Fn为接收幅度校准值,Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的幅度差,i∈[1,m]。2.根据权利要求1所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,所述步骤d还包括:获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的相位差所述步骤f还包括:利用表达式对第n路T/R组件进行相位校准,其中,Jn为相位校准值,为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的相位差。3.根据权利要求2所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,步骤c具体包括:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经分配器发射到达耦合器;控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。4.根据权利要求3所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,所述控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n,具体包括:控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络;控制所述和差网络的和通道端口输出第二校准信号S2n。5.根据权利要求4所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,步骤c中,所述控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n之后,还包括:控制接收机接收所述第二校准信号S2n;控制所述校准源将所述第一校准信号S1n发送给所述接收机;控制所述接收机将所述第一校准信号S1n和所述第二校准信号S2n发送给信号处理器;控制所述信号处理器计算所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差6.根据权利要求1-5任一所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,所述步骤f之后,还包括: -->步骤g:控制m路T/R组件均处于接收状态;步骤h:控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3';步骤i:获取所述第四校准信号S2'与所述第五校准信号S3'的相位差步骤j:利用相位差对所述和差网络的和、差通道进行接收相位校准。7.根据权利要求6所述的有源相控阵天线校准方法,其特征在于,所述步骤h具体包括:控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给所述接收机;第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将其发送给所述接收机;控制所述接收机将所述第四校准信号S2'和所述第五校准信号S3'发送给信号处理器;控制所述信号处理器计算所述第四校准信号S2'与所述第五校准信号S3'的相位差8.一种有源相控阵天线校准方法,其特征在于,包括:步骤101:设置X路T/R组件,初始化x=1;步骤102:控制第x路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;步骤103:控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x;步骤104:获取所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的幅度差Δwx;步骤105:判断x是否等于X,若等于,转步骤f;若不等于,将x加1,转步骤102;步骤106:利用表达式对第x路T/R组件进行发射幅度校准,其中,Fx为发射幅度校准值,Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的幅度差,j∈[1,X]。9.根据权利要求8所述的一种有源相控阵天线校准方法,其特征在于,所述步骤104还包括:获取所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的相位差所述步骤106还包括:利用表达式对第x路T/R组件进行相位校准,其中,Jx为相位校准值,为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的相位差。10.根据权利要求9所述的一种有源相控阵天线校准方法,其特征在于,步骤103中所述控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x之后,步骤103还包括:控制接收机接收所述第二校准信号S2x;控制所述发射机将所述第一校准信号S1x发送给所述接收机;控制所述接收机将所述第一校准信号S1x和所述第二校准信号S2x发送给信号处理器;控制所述信号处理器计算所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差 -->

说明书

有源相控阵天线校准方法

技术领域

本发明涉及雷达与测控领域,尤其涉及一种有源相控阵天线校准方法。

背景技术

有源相控阵天线作为一种新型电扫描天线,由于其自身具有波束扫描速度快、易
于波束赋形、便于平台共形等优点,越来越受到人们的重视并在实际工程领域获得了日益
广泛的应用。但是,它对T/R的收发幅相一致性、接收机幅相一致性等要求较高。

有源相控阵天线的副瓣电平、指向精度和零值深度等重要指标会受到诸如数字移
相器和衰减器的误差、馈电网络误差、温度变换引起噪声误差、射频接头制造公差、单元装
配误差、辐射单元和元器件的制造公差、介质材料的介电常数公差、还有天线在安装调试过
程中更换组件以及长期使用的过程中产生的组件老化、热变形等因素引起的误差,所有这
些误差最终都将影响机理电流的幅度和相位,从而影响天线的性能指标。因此有效的误差
控制措施对提高相控阵天线的实际性能具有重要的理论和实际意义。一般情况下,需要对
T/R(Transmitter and Receiver)、和/差网络的幅相一致性进行校准,才能保证天线系统
的各项指标。

目前常用的天线幅相校准措施有离线校准法、BIT检测校正法,天线远场校正法
等。但这些相控阵天线校准技术没有对单路T/R进行校准。

发明内容

本发明提供一种有源相控阵天线校准方法,用以解决现有技术中的相控阵天线校
准技术没有对单路T/R进行校准的缺陷。

本发明一方面提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1;

步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;

步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和
差网络形成第二校准信号S2n;

步骤d:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn;

步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,将n加1,转步骤b;

步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准,其中,Fn
为接收幅度校准值,Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准
信号S2i的幅度差,i∈[1,m]。

进一步的,步骤d还包括:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差

步骤f还包括:利用表达式对第n路T/R组件进行相位校准,其中,
Jn为相位校准值,为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准信号
S2i的相位差。

进一步的,步骤c具体包括:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经
分配器发射到达耦合器;

控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送
至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。

进一步的,控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信
号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n,具体包括:

控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送
至第n路T/R组件、和差网络;

控制和差网络的和通道端口输出第二校准信号S2n。

进一步的,步骤c中,控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第
一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n之后,还包括:

控制接收机接收第二校准信号S2n;

控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机;

控制接收机将第一校准信号S1n和第二校准信号S2n发送给信号处理器;

控制信号处理器计算第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差

进一步的,步骤f之后,还包括:

步骤g:控制m路T/R组件均处于接收状态;

步骤h:控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差
网络的和通道形成第四校准信号S2',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道
形成第五校准信号S3';

步骤i:获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差

步骤j:利用相位差对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。

进一步的,步骤h具体包括:

控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的
和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给接收机;

第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将
其发送给接收机;

控制接收机将第四校准信号S2'和第五校准信号S3'发送给信号处理器;

控制信号处理器计算第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差

本发明另一方面提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤101:设置X路T/R组件,初始化x=1;

步骤102:控制第x路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;

步骤103:控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和差网络、第x
路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x;

步骤104:获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx;

步骤105:判断x是否等于X,若等于,转步骤f;若不等于,将x加1,转步骤102;

步骤106:利用表达式对第x路T/R组件进行发射幅度校准,其中,
Fx为发射幅度校准值,Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j与第二校
准信号S2j的幅度差,j∈[1,X]。

进一步的,步骤104还包括:获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的相位差

步骤106还包括:利用表达式对第x路T/R组件进行相位校准,其
中,Jx为相位校准值,为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j与第二校准
信号S2j的相位差。

进一步的,步骤103中控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和
差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x之后,步骤103还包括:

控制接收机接收第二校准信号S2x;

控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机;

控制接收机将第一校准信号S1x和第二校准信号S2x发送给信号处理器;

控制信号处理器计算第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差

本发明提供的有源相控阵天线校准方法,通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分
别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以分别求得
由校准源产生的第一校准信号S1n与经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n的
幅度差Δwn,最后根据表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准,即实
现对单路T/R接收幅度校准。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:

图1为根据本发明实施例一的有源相控阵天线校准方法的流程示意图;

图2为根据本发明实施例二的有源相控阵天线校准方法的流程示意图;

图3为根据本发明实施例三的有源相控阵天线校准方法的流程示意图;

图4为根据本发明实施例四的有源相控阵天线校准方法的流程示意图;

图5为根据本发明实施例五的有源相控阵天线校准方法的流程示意图。

在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

图1为根据本发明实施例一的有源相控阵天线校准方法的流程示意图,如图1所
示,本实施提供的有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1。

具体的,T/R是Transmitter and Receiver的缩写,m为大于1的正整数,m的值就是
表示几路T/R组件,有几路T/R组件,m的值就是几,m的具体数值可根据实际情况进行设置。
初始化n=1,使控制从第1路T/R组件开始。

步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态。

具体的,控制m路T/R组件中的一路处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断
开状态,如当控制第1路T/R组件处于接收状态的同时,需控制第2路-第m路T/R组件处于断
开状态,也即同一时刻,只能让1路T/R组件处于接收状态。在实际运用中,可为每一路T/R组
件设置一个开关,通过控制开关的开闭来控制相应T/R组件为接收或断开状态。在本步骤
中,通过控制n的值,实现依次控制第n路T/R组件处于接收状态。

步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和
差网络形成第二校准信号S2n。

具体的,由校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n由校准源的测试端口输
出,经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。第一校准信号S1n是由校准源产生
的最初始的校准信号,第二校准信号S2n是由第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络
之后输出的校准信号。第一校准信号S1n和第二校准信号S2n是不一样的,而正是因为不一
样,所以才需要进行校准。对于不同的n,第一校准信号S1n可相同,也可不同。

步骤d:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。

具体的,获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn,用于后续对幅度
进行校准。

步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,转步骤f’。

具体的,判断n是否等于m,用于判断此时是否对m路T/R组件均进行了单路T/R组件
控制,使其处于接收状态,若n等于m,说明已经完成了对所有T/R组件进行单路T/R组件控
制,转步骤f,若n不等于m,转步骤f’。

步骤f’:将n加1,转步骤b。

具体的,将n加1,即控制第n+1路T/R组件处于接收状态,然后转步骤b执行。

步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准,其中,Fn
为接收幅度校准值,Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准
信号S2i的幅度差,i∈[1,m];Δwn为仅第n路组件处于接收状态时,第一校准信号S1n与第二
校准信号S2n的幅度差。

具体的,以T/R1组件为例进行说明,若m=8,即有8路T/R组件,那么接收幅度校准
值对T/R1组件进行接收幅度校准,即对T/R1组件的接收信号的幅度值上
加上F1的值。

本实施例提供的有源相控阵天线校准方法,通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件
分别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以分别求
得由校准源产生的第一校准信号S1n与经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n
的幅度差Δwn,最后根据表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准,即
实现对单路T/R接收幅度校准。

实施例二

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图2为根据本发明实施例二的有源相控阵天线校准方法的流程示意图,如图2所
示,本实施提供的有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1。

步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态。

步骤a,b具体可参见实施例一中的记载,在此不再赘述。

步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和
差网络形成第二校准信号S2n。

进一步的,步骤c具体包括:

步骤c1:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经分配器发射到达耦
合器。

具体的,分配器把第一校准信号S1n平均分配成多路信号发射给耦合器,耦合器设
置在天线单元间,以保证第一校准信号S1n能够在天线端口进行,进一步的,耦合器为无线耦
合器。

步骤c2:控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号
S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。

进一步的,步骤c2具体包括:控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接
收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络;控制和差网络的和通道端口输出
第二校准信号S2n。

具体的,天线单元有多个,每个T/R组件对应一个天线单元,天线单元n即对应第n
路T/R组件的天线单元。由于只有第n路T/R组件处于接收状态,所以只有第n路T/R组件接收
到天线单元n发来的信号,此时的信号由于经过了分配器、耦合器的传输,可能跟从校准源
发射出来的第一校准信号S1n已经不同了,但是为了描述的方便,此处仍旧称为第一校准信
号S1n,第n路T/R组件将接收到的第一校准信号S1n发送至和差网络,从和差网络的和通道端
口出来的信号称为第二校准信号S2n。

进一步的,步骤c2之后还包括:

步骤c3:控制接收机接收第二校准信号S2n。

控制接收机接收从和差网络的和通道端口出来的第二校准信号S2n,接收机可为双
通道接收机。

步骤c4:控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机。

具体的,控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机可在校准源将第一校准信号
S1n发送至第n路T/R组件的同时,将第一校准信号S1n发送给接收机,也可在第一校准信号S1n
传输的过程中,或者接收机接收到第二校准信号S2n之后,控制校准源将第一校准信号S1n发
送给接收机,具体可根据实际情况进行设置,在此不做限定。

步骤c5:控制接收机将第一校准信号S1n和第二校准信号S2n发送给信号处理器。

具体的,第一校准信号S1n和第二校准信号S2n分别通过接收机的两个不同通道发
送给信号处理器,信号处理器具有对接收到的信号进行处理的功能,如可为单片机或者
DSP,在此不做限定。

步骤c6:控制信号处理器计算第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、
相位差

具体的,信号处理器对接收到的第一校准信号S1n与第二校准信号S2n进行计算,将
第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度、相位分别作差。

步骤d:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。

进一步的,步骤d还包括:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差
步骤f还包括:利用表达式对第n路T/R组件进行相位校准,其中,Jn为相位
校准值,为仅第i路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的相
位差;为仅第n路组件处于接收状态时,第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差。

获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差以对T/R组件
进行接收幅度、相位校准。

步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,转步骤f’。

步骤f’:将n加1,转步骤b。

步骤e、f’具体可参见实施例一中的记载,在此不再赘述。

步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准。

本实施例提供的有源相控阵天线校准方法,通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分
别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以分别求得由校
准源产生的第一校准信号S1n与经过分配器、耦合器、天线单元n、第n路T/R组件、和差网络形成第
二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差最后根据表达式
对第n路T/R组件进行接收幅度、相位校准,即实现对单路T/R组件接收幅度、相位校准。

实施例三

本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。

图3为根据本发明实施例三的有源相控阵天线校准方法的流程示意图,如图3所
示,本实施提供的有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤a:设置m路T/R组件,初始化n=1。

步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态。

步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和
差网络形成第二校准信号S2n。

步骤d:获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。

步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,转步骤f’。

步骤f’:将n加1,转步骤b。

步骤f:利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准。

上述步骤a-步骤f可参见实施例一、实施例二中的相应记载,在此不再赘述。

步骤g:控制m路T/R组件均处于接收状态。

控制m路T/R组件均处于接收状态,即m路T/R组件均可接收到信号。

步骤h:控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差
网络的和通道形成第四校准信号S2',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道
形成第五校准信号S3',其中,N∈[1,m]。

进一步的,步骤h具体包括:控制校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经
过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给接收机;

第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将
其发送给接收机;

控制接收机将第四校准信号S2'和第五校准信号S3N'发送给信号处理器;

控制信号处理器计算第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差

具体的,校准源产生第三校准信号S1',第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网
络,从和差网络的和通道发出的为第四校准信号S2',从和差网络的差通道发出的为第五校
准信号S3',第三校准信号S1'与第一校准信号S1n可相同,也可不同。第四校准信号S2'和第五
校准信号S3'均发送给接收机,接收机为双通道接收机,接收机再将第四校准信号S2'和第五
校准信号S3'通过不同的通道发送给信号处理器,信号处理器计算第四校准信号S2'与第五
校准信号S3'的相位差

步骤i:获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差

从信号处理器中获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差

步骤j:利用对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。

本实施例提供的有源相控阵天线校准方法,在实现对单路T/R组件接收幅度、相位
校准的同时,通过同时使m路T/R组件处于工作状态,使从校准源产生的第三校准信号S1'依
次通过第n路T/R组件、和差网络,从和差网络的和通道发出第四校准信号S2',从和差网络
的差通道发出第五校准信号S3',求得第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
利用相位差对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。

实施例四

图4为根据本发明实施例四的有源相控阵天线校准方法的流程示意图,如图4所
示,本实施例提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤101:设置X路T/R组件,初始化x=1。

具体的,X为大于1的正整数,X的值就是表示几路T/R组件,X的具体数值可根据实
际情况进行设置。初始化x=1,使控制从第1路T/R组件开始。

步骤102:控制第x路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态。

具体可参见实施例一中对步骤b的描述。

步骤103:控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和差网络、第x
路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x。对于不同的n,第一校准信号S1x可相同,也可不
同。

具体的,第一校准信号S1x经过和差网络的和通道进入和差网络,然后到达第x路T/
R组件,最后到达校准源形成第二校准信号S2x。

步骤104:获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx。

具体的,获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx,用于后续对幅度
进行校准。

步骤105:判断x是否等于X,若等于,转步骤106;若不等于,转步骤106’。

具体的,判断x是否等于X,用于判断此时是否对x路T/R组件均进行了单路T/R组件
控制,使其处于接收状态,若等于X,说明已经完成了对所有T/R组件进行单路T/R组件控制,
转步骤106,若x不等于X,转步骤106’。

步骤106’:将x加1,转步骤102。

具体的,将x加1,即控制第x+1路T/R组件处于接收状态,然后转步骤102执行。

步骤106:利用表达式对第x路T/R组件进行发射幅度校准,其中,
Fx为发射幅度校准值,Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j与第二校
准信号S2j的幅度差,j∈[1,X];Δwx为仅第x路组件处于接收状态时,第一校准信号S1x与第
二校准信号S2x的幅度差。

具体的,以第一路T/R组件(下文用T/R1表示第一路T/R组件)处于接收状态为例进
行说明,若m=8,即有8路T/R组件,那么接收幅度校准值对T/R1组件进行
发射幅度校准,即在T/R1组件的发射信号的幅度值上加上F1的值。

本实施例提供的有源相控阵天线校准方法,通过对X路T/R组件中的第x路T/R组件
分别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以分别求
得由发射机产生的第一校准信号S1x与第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准
源形成的第二校准信号S2x的幅度差Δwx,最后根据表达式对第x路T/R组
件进行发射幅度校准,即实现对单路T/R发射幅度校准。

实施例五

图5为根据本发明实施例五的有源相控阵天线校准方法的流程示意图,如图5所
示,本实施例提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:

步骤101:设置X路T/R组件,初始化x=1。

步骤102:控制第x路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态。

步骤101、102具体可参见实施例四中的记载,在此不再赘述。

步骤103:控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校准信号S1x经过和差网络、第x
路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x。

进一步的,步骤103具体包括步骤1031:控制发射机产生第一校准信号S1x,第一校
准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、天线单元x、耦合器、分配器、校准源形成第二校准
信号S2x。

具体的,每个T/R组件对应一个天线单元,天线单元x即对应第x路T/R组件的天线
单元。由于只有第x路T/R组件处于接收状态,所以只有第x路T/R组件将信号发送给天线单
元x,此时的信号由于经过了耦合器、分配器的传输,可能跟从发射机发射出来的第一校准
信号S1x已经不同了,但是为了描述的方便,此处仍旧称为第一校准信号S1x,第一校准信号
S1x从分配器到校准源之后发出的信号称为第二校准信号S2n。

进一步的,步骤103中,在步骤1031之后还包括:

步骤1032:控制接收机接收第二校准信号S2x。

控制接收机接收从校准源出来的第二校准信号S2x,接收机可为双通道接收机。

步骤1033:控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机。

具体的,控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机可在发射机将第一校准信号
S1x发送至第x路T/R组件的同时,将第一校准信号S1x发送给接收机,也可在第一校准信号S1x
传输的过程中,或者接收机接收到第二校准信号S1x之后,控制发射机将第一校准信号S1x发
送给接收机,具体可根据实际情况进行设置,在此不做限定。

步骤1034:控制接收机将第一校准信号S1x和第二校准信号S2x发送给信号处理器。

具体的,第一校准信号S1x和第二校准信号S2x分别通过接收机的两个不同通道发
送给信号处理器,信号处理器具有对接收到的信号进行处理的功能,如可为单片机或者
DSP,在此不做限定。

步骤1035:控制信号处理器计算第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δ
wx、相位差

具体的,信号处理器对接收到的第一校准信号S1x与第二校准信号S2x进行计算,将
第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度、相位分别作差。

步骤104:获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx。

进一步的,步骤104还包括:获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的相位差
相应的,步骤106还包括:利用表达式对第x路T/R组件进行相位校
准,其中,Fx为发射幅度校准值,Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时,第一校准信号S1j
与第二校准信号S2j的幅度差,j∈[1,X];Δwx为仅第x路组件处于接收状态时,第一校准信
号S1x与第二校准信号S2x的幅度差。

具体的,获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差以对
T/R组件进行发射幅度、相位校准。

步骤105:判断x是否等于X,若等于,转步骤106;若不等于,转步骤106’。

步骤106’:将x加1,转步骤102。

步骤106:利用表达式对第x路T/R组件进行发射幅度校准。

本实施例提供的有源相控阵天线校准方法,通过对X路T/R组件中的第x路T/R组件
分别单独进行控制,使其处于接收状态,同时控制其他路T/R组件处于断开状态,以分别求
得由发射机产生的第一校准信号S1x与第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、天线
单元x、耦合器、分配器、校准源形成的第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差最后根据
表达式对第x路T/R组件进行发射幅度、相位校准,即
实现对单路T/R发射幅度校准。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况
下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲
突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文
中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

有源相控阵天线校准方法.pdf_第1页
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本发明提供一种有源相控阵天线校准方法,包括:步骤a:设置m路T/R组件,初始化n1;步骤b:控制第n路T/R组件处于接收状态,其他路T/R组件处于断开状态;步骤c:控制校准源产生第一校准信号S1n,所述第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n;步骤d:获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差wn;步骤e:判断n是否等于m,若等于,转步骤f;若不等于,。

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