本说明书实施例涉及天线,特别涉及一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准方法。
背景技术:
1、相控阵天线可以通过控制每个天线单元的馈电相位改变方向图的指向,实现目标探测、搜索、识别和跟踪等目的,具有快速的波束扫描速度、灵活的波束形状捷变能力、良好的天线与雷达平台的共性能力以及高可靠性高精度等优点。在实际的相控阵天线中,存在着很多幅度和相位误差源,这些误差由移相器、馈电网络、幅度单元和机械机构等引起,这些误差会使相控阵天线的副瓣电平升高,产生波束指向误差并使方向性下降,因此校准在相控阵天线中非常重要,是必不可少的。
2、目前常用的相控阵天线校准分为近场校准、中场校准和远场校准,具体方法有近场扫描法、旋转矢量法、换相测量法和互耦校准法等。主要是以下几种方法:第一种是通过估计辅助天线位置,进一步得到阵面误差分布,通过相位补偿实现校准;第二种是利用相控阵天线对低轨卫星进行跟踪接收时,可以用实际卫星信号对各通道整个通路的幅相误差进行一次性校准;第三种是采用了一种中场校准方法,每次校准时在中场距离上架设校准天线,通过特定算法将校准天线由阵面变形、安装精度等干扰因素造成的位置偏差排除,进而准确地将校准天线与各阵元间路径差求出,最终得到各通道间的固有相位差值,达到校准目的。该方法通过估计辅助天线位置,进一步得到阵面误差分布,通过相位补偿实现校准。然而这些相控阵天线校准的方法目前只局限于单个阵面的校准,无法对多个阵面之间的相位进行校准。
3、有鉴于此,如何提供一种可以实现对多个阵面进行相位校准的技术,成为当前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本说明书实施例提供了一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准结构,以及一种多阵面多波束相控阵波束交叉校准装置,以解决现有技术中存在的多阵面相控阵天线难以进行相位校准的技术缺陷。
2、根据本说明书实施例的第一方面,提供了一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准方法,其特征在于,包括:
3、将第一阵面天线与第一射频通道进行连接,将第二阵面天线与第二射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面天线对应的第一相位和所述第二阵面天线对应的第二相位,其中,所述第一阵面天线为上阵面天线,所述第二阵面天线为下阵面天线;在所述第一阵面天线和所述第二阵面天线之间接有开关放大组件,所述开关放大组件用于放大所述接收信号;
4、基于所述开关放大组件,将所述第一阵面天线与所述第二射频通道进行连接,将所述第二阵面天线与所述第一射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面对应的第三相位和所述第二阵面对应的第四相位;
5、基于所述第一相位、所述第二相位、所述第三相位和所述第四相位,计算得到所述第一阵面天线和所述第二阵面天线的相位差。
6、根据本说明书实施例的第二方面,提供了一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准结构,其特征在于,包括:
7、第一阵面天线,为上阵面天线;
8、第二阵面天线,为下阵面天线,其中,所述第一阵面天线与所述第二阵面天线背靠背放置;
9、开关放大组件,包括一个集成式双刀双掷开关和两个低噪声放大器组成,位于所述第一阵面天线和所述第二阵面天线之间,并与所述第一阵面天线和所述第二阵面天线进行连接,用于对来自所述第一阵面天线和所述第二阵面天线的接收信号进行放大,以及控制所述第一阵面天线和所述第二阵面天线进行射频通道的切换。
10、根据本说明书实施例的第三方面,提供了一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准装置,其特征在于,包括:
11、第一记录单元,被配置为将第一阵面天线与第一射频通道进行连接,将第二阵面天线与第二射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面天线对应的第一相位和所述第二阵面天线对应的第二相位,其中,所述第一阵面天线为上阵面天线,所述第二阵面天线为下阵面天线;在所述第一阵面天线和所述第二阵面天线之间接有开关放大组件,所述开关放大组件用于放大所述接收信号;
12、第二记录单元,被配置为基于所述开关放大组件,将所述第一阵面天线与所述第二射频通道进行连接,将所述第二阵面天线与所述第一射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面对应的第三相位和所述第二阵面对应的第四相位;
13、计算单元,被配置为基于所述第一相位、所述第二相位、所述第三相位和所述第四相位,计算得到所述第一阵面天线和所述第二阵面天线的相位差。
14、本说明书一个实施例提供的双阵面多波束相控阵波束交叉校准方法,包括:首先,将第一阵面天线与第一射频通道进行连接,将第二阵面天线与第二射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面天线对应的第一相位和所述第二阵面天线对应的第二相位,其中,所述第一阵面天线为上阵面天线,所述第二阵面天线为下阵面天线;在所述第一阵面天线和所述第二阵面天线之间接有开关放大组件,所述开关放大组件用于放大所述接收信号;然后,基于所述开关放大组件,将所述第一阵面天线与所述第二射频通道进行连接,将所述第二阵面天线与所述第一射频通道进行连接,接收来自发射源的信号,并记录接收信号通过天线单元和射频通道后,所述第一阵面对应的第三相位和所述第二阵面对应的第四相位;最后,基于所述第一相位、所述第二相位、所述第三相位和所述第四相位,计算得到所述第一阵面天线和所述第二阵面天线的相位差。
15、应用本说明书实施例提供的双阵面多波束相控阵束交叉校准方法,采用背靠背的上下双阵面天线,阵面之间采用可以实现双路开关放大功能的开关放大组件连接,使得上下阵面天线所连接的射频通路可以进行交换,从而通过射频通路交换前后两次测得的上下阵面天线接收信号相位差求和的方式抵消射频通路对接收信号相位的影响,并得到上下阵面天线的相位差,实现双阵面天线的相位校准功能。
1.一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述记录接收信号中,所述第一阵面天线对应的第一相位和所述第二阵面天线对应的第二相位,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述记录接收信号中,所述第一阵面对应的第三相位和所述第二阵面对应的第四相位,包括:
4.根据权利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一相位、所述第二相位、所述第三相位和所述第四相位,计算得到所述第一阵面天线和所述第二阵面天线的相位差,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发射源满足远场条件,且位于所述远场的固定位置,到达多波束相控阵的辐射波为平面波。
6.一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准结构,其特征在于,包括:
7.根据权利要求6所述的双阵面多波束相控阵波束交叉校准结构,其特征在于,所述开关放大组件内部的元器件,为金属陶瓷管壳封装和表贴器件;
8.根据权利要求6所述的双阵面多波束相控阵波束交叉校准结构,其特征在于,所述开关放大组件,采用螺纹紧固的方式封盖。
9.一种双阵面多波束相控阵波束交叉校准装置,其特征在于,包括:
