【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于天線測量領域，具體涉及一種適用于無控幅相控陣天線幅度和相位的快速校準。
技術介紹
1、相控陣天線因為可以通過控制每個輻射單元的饋電相位實現靈活波束賦形和電掃描，被廣泛應用于探測、搜索、識別、跟蹤和制導等場景。然而天線設計完成后由于各種誤差，導致相控陣天線每個單元的初始相位并不能保持一致，通常需要將每個單元的初始幅度和相位校準到同一水平才能實現更佳的性能。相控陣校準技術作為相控陣測試的熱點問題，隨著對相控陣天線性能要求的不斷提高，相控陣校準技術也在不斷發展。
2、借助遠場校準可以一次性完成相控陣天線幅度、相位校準和遠場指標測試，這對于批量化生產更具優勢和實際應用價值，故遠場校準被廣泛用于批量化的相控陣天線測試中。目前主要的校準方法可分為兩類，第一類是僅利用相控陣天線通道相位變化實現通道校準（例如：cn108226884b、cn108809447a、cn109459735a、cn115327495a）。第二類是利用相控陣天線通道幅度和相位變化來實現通道校準（cn110361705a、cn116170089a）。然而為了壓縮成本和減小體積而取消了數控幅度衰減器（缺少幅度衰減功能）的相控陣天線，以上兩類現有校準方法在用于相控陣天線校準時，存在校準精度差或者效率低問題。
3、專利cn108226884b根據相控陣天線單元編號順序逐一加電，并設置其它單元為斷電或極點狀態，通過控制和更改通道相位，得到校準通道初始幅度和相位。該方法采用單一天線單元加電或干擾通道設置為極點的方式，雖然可以排除或降低相鄰通道的
4、專利cn108809447a對傳統旋轉矢量法進行改進，通過擬合的方式提升相控陣天線幅度和相位校準精度。該方法和傳統旋轉矢量法一樣，都需要遍歷校準通道多個移相態，校準效率較低；該方法用于全陣或需要多模塊加電、無控幅相控陣天線校準時，由于干擾信號大于被校準通道，即使通過擬合，也無法解決校準幅度和相位誤差大問題。
技術實現思路
1、為解決現有校準方法在校準無控幅相控陣天線中存在校準精度差或者效率低的問題，本專利技術提出了一種利用差波束的無控幅相控陣校準方法。
2、傳統單通道換相校準方法在校準無控幅相控陣天線時，一次只有一個單元的相位發生變化，當陣列單元數目很多的時候，單個單元的激勵變化很難引起整個場的變化，甚至淹沒在環境噪聲中，這導致校準幅度和相位結果誤差較大，甚至出現校準出錯現象。針對此問題，本專利技術利用陣面校準前干擾信號合成方向圖特性，通道設置左右半陣相位差180°，從而在方位相形成差波束，使被校準天線信號幅度大于干擾信號幅度，極大的降低干擾信號對被校準天線信號的影響，從而提升校準無控幅相控陣天線的校準精度。
3、本專利技術采用如下技術方案：
4、一種利用差波束的無控幅相控陣校準方法，包括步驟：
5、步驟1.在機械臂上架設待校準天線，共包含 n個待校準通道，對面掃描架上安裝標準喇叭，待校準天線與標準喇叭滿足遠場測試距離，使待校準天線正對標準喇叭。
6、步驟2.待校準天線加電，接通控制鏈路和射頻鏈路，使待校準天線工作于被測頻率 f0。
7、步驟3.待校準天線左半陣所有通道移相器置為零態，右半陣所有通道相位置為180°，掃描方位面 phi=0°、離軸角 theta=±45°范圍內方向圖。
8、步驟4.計算掃描方向圖最大幅度和法向幅度差值 d0。
9、步驟5.判斷最大幅度和法向幅度差值 d0是否小于等于15db。
10、步驟6.當最大幅度和法向幅度差值 d0≤15db時，利用phase-toggle方法對待校準天線進行第一次校準；由于左半陣與右半陣相位差180°形成的差波束最大幅度和法向幅度差值 d0不夠大，導致除待校準單元天線通道外，其余通道形成的差波束幅度作為干擾信號對待校準單元天線通道信號的干擾仍然無法消除，這會影響待校準單元天線的校準幅度和校準相位精度。為此，需要利用phase-toggle方法對待校準天線進行第一次校準，第一次校準的目的是為了獲取待校準天線所有通道的粗略校準幅度和校準相位。當將第一次校準相位 phase0_i補償至待校準天線后，可以保證除待校準天線通道外左半陣與右半陣相位差180°形成的差波束最大幅度和法向幅度差值 d0＞15db，從而保證利用差波束的校準方法對待校準單元天線進行校準時的校準幅度和校準相位精度。
11、步驟601.利用搭建的校準測試平臺，通過計算機控制待校準天線所有通道相位置為零態，記錄待校準天線合成輻射場總信號為（該信號可以直接從矢網讀取），其中a表示信號幅度、e表示自然常數、j表示虛數、表示第1個通道校準信號相位。
12、步驟602.利用搭建的校準測試平臺，通過計算機控制第 i個單元天線,改變一次通道移相值180°，記錄待校準天線合成輻射場總功率為，其中 n為待校準天線通道數，1≤ i≤ n，其中a表示信號幅度、e表示自然常數、j表示虛數、表示第i個通道校準信號相位。
13、步驟603.根據和值計算第 i個單元天線的第一次校準幅度和第一次校準相位值，由第一次校準得到第i個單元天線需要補償的相位值為- phase0_i。
14、步驟7.重復步驟6，測量待校準天線的每個單元天線得到每個通道的第一次校準幅度 mag0_i和第一次校準相位值 phase0_i。
15、步驟8.將第一次校準相位值 phase0_i補償至待校準天線，再進行第二次校準；由于此時除待校準天線通道外左半陣與右半陣相位差180°形成的差波束最大幅度和法向幅度差值 d0＞15db，干擾信號幅度遠低于待校準單元天線幅度，通過將左半陣通道干擾信號與右半陣通道干擾信號形成差波束進行校準，即能降低干擾信號對待校準單元天線通道信號的影響。
16、步驟801.根據第一次校準幅度 mag0_i和第一次校準相位值 phase0_i，對所有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，步驟6利用Phase-toggle方法對待校準天線進行第一次校準具體包括：
3.根據權利要求1所述的利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，步驟8第二次校準具體包括：
4.根據權利要求1所述的利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，步驟11具體包括：
【技術特征摘要】
1.一種利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的利用差波束的無控幅相控陣校準方法，其特征在于，步驟6利用phase-toggle方法對待校準天線進行第一次校準具體包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖利，符博，肖潤均，王洪全，
申請(專利權)人：成都華興大地科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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