【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)屬于相控陣天線波控，尤其涉及一種相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法、控制器及存儲(chǔ)器。
技術(shù)介紹
1、微波有源相控陣天線通過(guò)波束控制器實(shí)現(xiàn)波束指向切換，波束控制器主要利用計(jì)算機(jī)(一般指現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(field?programmable?gate?array，fpga)或中央處理器(central?processing?unit，cpu)等器件)將存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器flash?rom中的陣元相位數(shù)據(jù)發(fā)送到相控陣各陣元(由天線與tr通道組成)內(nèi)部的移相器件，從而通過(guò)控制陣元相位來(lái)實(shí)現(xiàn)波束指向的切換。
2、相控陣的波束指向誤差指通過(guò)控制相控陣各陣元移相器實(shí)現(xiàn)的實(shí)際波束指向和波束指向需求之間的偏差。該誤差對(duì)相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的指向精度以及應(yīng)用具有重要影響。
3、一方面，由于實(shí)際中由于天線陣元加工的差異性、天線陣元間的互耦特性以及移相器的移相準(zhǔn)確度以及產(chǎn)品溫度變化引起的陣元相位變化等問(wèn)題，通過(guò)波束指向理論計(jì)算控制各移相器得到的波束指向結(jié)果與波束指向需求間存在偏差。另一方面，隨著相控陣陣元數(shù)、掃描角度以及波束指向精度需求的增加，針對(duì)不同波束指向的移相器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量成倍數(shù)增加，導(dǎo)致波束控制器中的flash?rom存儲(chǔ)量增加，而存儲(chǔ)量的增加帶來(lái)了較大的硬件成本。
4、單獨(dú)查表法作為實(shí)現(xiàn)波束切換的一種方法，在實(shí)現(xiàn)波束切換存在時(shí)波束指向精度高，但數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，若減小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小又會(huì)造成波束指向精度差，針對(duì)該矛盾，在實(shí)現(xiàn)波束指向高精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量減小是亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思
1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法、控制器及存儲(chǔ)器，能夠解決如何在波束指向高精度條件下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)減小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量的問(wèn)題。
2、本申請(qǐng)是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，包括：
4、獲取相控陣的k個(gè)通道的初始移相值；
5、對(duì)相控陣的k個(gè)通道的初始移相值，進(jìn)行逐級(jí)校準(zhǔn)，同時(shí)通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)的方式將逐級(jí)校準(zhǔn)得到的各個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；逐級(jí)校準(zhǔn)包括陣元校準(zhǔn)、溫度校準(zhǔn)、公式校準(zhǔn)、子陣校準(zhǔn)和強(qiáng)制校準(zhǔn)；強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為修正波束指向偏移誤差后的數(shù)據(jù)；
6、基于強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，得到最終移相值；最終移相值用于校準(zhǔn)波束指向。
7、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)相控陣的k個(gè)通道的初始移相值，進(jìn)行逐級(jí)校準(zhǔn)，并通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)的方式將逐級(jí)校準(zhǔn)得到的各個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
8、基于相控陣的k個(gè)通道的外部相位數(shù)據(jù)，對(duì)相控陣的k個(gè)通道的初始移相值進(jìn)行陣元校準(zhǔn)，得到陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；
9、在相控陣的全部陣元內(nèi)，內(nèi)置陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)得到第一陣元數(shù)據(jù)，并基于第一陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，得到溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為校正相控陣陣元有源電路由于溫度變化導(dǎo)致的相位漂移后的數(shù)據(jù)；
10、在第一陣元數(shù)據(jù)內(nèi)置溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)得到第二陣元數(shù)據(jù)，并基于第二陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行公式校準(zhǔn)，得到公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為通過(guò)相控陣波束指向理論算法進(jìn)行波束指向控制后的數(shù)據(jù)；
11、在第二陣元數(shù)據(jù)內(nèi)置公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)得到第三陣元數(shù)據(jù)，并基于第三陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行子陣校準(zhǔn)，得到子陣校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；子陣校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為校正不同角度波束指向條件下，天線互耦效應(yīng)導(dǎo)致的陣元相位不一致性后的數(shù)據(jù)；
12、在第三陣元數(shù)據(jù)內(nèi)置子陣校準(zhǔn)數(shù)據(jù)得到第四陣元數(shù)據(jù)，并基于第四陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行強(qiáng)制校準(zhǔn)，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為校正由于大角度天線增益下降導(dǎo)致的波束指向偏移誤差后的數(shù)據(jù)。
13、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于相控陣的k個(gè)通道的外部相位數(shù)據(jù)，對(duì)相控陣的k個(gè)通道的初始移相值進(jìn)行陣元校準(zhǔn)，得到陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
14、在每次控制波束時(shí)，將相控陣的k個(gè)通道的每個(gè)通道的初始移相值加上對(duì)應(yīng)通道的外部相位數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器，得到陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
15、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于第一陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，得到溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
16、將第一陣元數(shù)據(jù)的全部陣元按照區(qū)域劃分為m個(gè)子陣，將相控陣天線工作溫度范圍平均分為k個(gè)溫度區(qū)間；k≥2；
17、將k個(gè)溫度區(qū)間的環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到指定溫度，并采集在指定溫度下m個(gè)子陣的內(nèi)部相位數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器，得到溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
18、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于第二陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行公式校準(zhǔn)，得到公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
19、通過(guò)移相值計(jì)算公式對(duì)第二陣元數(shù)據(jù)的k個(gè)通道的移相器進(jìn)行賦值，得到公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
20、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，移相值計(jì)算公式表示為：
21、φi＝f·(kxicosθsinφ+kyisinθ)
22、其中，φi為第i個(gè)陣面單元的移相值；f＝f/100mhz；f為工作頻率；k為頻率間隔；(xi,yi)為第i個(gè)陣面單元坐標(biāo)，i＝1，……，n，n為每個(gè)子陣內(nèi)陣元數(shù)；k個(gè)通道包括m個(gè)子陣；θ為波束指向的俯仰角；φ為波束指向的方位角。
23、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于第三陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行子陣校準(zhǔn)，得到子陣校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
24、將第三陣元數(shù)據(jù)的全部陣元按照區(qū)域劃分為m個(gè)子陣，將相控陣波束指向角度范圍按照預(yù)設(shè)波束指向范圍進(jìn)行區(qū)域角度平分；
25、采集區(qū)域角度平分后各子陣的各指向的接收相位、發(fā)射相位數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器，得到子陣校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
26、在第一方面的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于第四陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行強(qiáng)制校準(zhǔn)，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
27、測(cè)量第四陣元數(shù)據(jù)的相控陣的實(shí)際波束指向與指向?qū)嶋H需求間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
28、基于對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定糾偏表；
29、基于糾偏表對(duì)全部陣元進(jìn)行強(qiáng)制校準(zhǔn)，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
30、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N控制器，執(zhí)行如第一方面的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法。
31、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)如第一方面的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法中，逐級(jí)進(jìn)行陣元校準(zhǔn)、溫度校準(zhǔn)、公式校準(zhǔn)、子陣校準(zhǔn)和強(qiáng)制校準(zhǔn)的過(guò)程中形成的數(shù)據(jù)。
32、可以理解的是，上述第二方面至第三方面的有益效果可以參見(jiàn)上述第一方面中的相關(guān)描述，在此不再贅述。
33、本申請(qǐng)實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：
34、本申請(qǐng)實(shí)施例，通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)的方式將逐級(jí)校準(zhǔn)得到各個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，可在顯著提高波束指向精度的同時(shí)，顯著減小數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，較單獨(dú)查表法存儲(chǔ)量減少80％。
35、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本說(shuō)明書(shū)。
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1.一種相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述對(duì)所述相控陣的K個(gè)通道的初始移相值，進(jìn)行逐級(jí)校準(zhǔn)，并通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)的方式將逐級(jí)校準(zhǔn)得到的各個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述相控陣的K個(gè)通道的外部相位數(shù)據(jù)，對(duì)所述相控陣的K個(gè)通道的初始移相值進(jìn)行陣元校準(zhǔn)，得到陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
4.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第一陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，得到溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
5.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第二陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行公式校準(zhǔn)，得到公式校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述移相值計(jì)算公式表示為：
7.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第三陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行
8.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第四陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行強(qiáng)制校準(zhǔn)，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
9.一種控制器，其特征在于，執(zhí)行如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法。
10.一種存儲(chǔ)器，其特征在于，用于存儲(chǔ)如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法中，逐級(jí)進(jìn)行陣元校準(zhǔn)、溫度校準(zhǔn)、公式校準(zhǔn)、子陣校準(zhǔn)和強(qiáng)制校準(zhǔn)的過(guò)程中形成的數(shù)據(jù)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述對(duì)所述相控陣的k個(gè)通道的初始移相值，進(jìn)行逐級(jí)校準(zhǔn)，并通過(guò)內(nèi)置數(shù)據(jù)的方式將逐級(jí)校準(zhǔn)得到的各個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行累加計(jì)算，得到強(qiáng)制校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述相控陣的k個(gè)通道的外部相位數(shù)據(jù)，對(duì)所述相控陣的k個(gè)通道的初始移相值進(jìn)行陣元校準(zhǔn)，得到陣元校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
4.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第一陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)行溫度校準(zhǔn)，得到溫度校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，包括：
5.如權(quán)利要求2所述的相控陣高精度波束指向校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述第二陣元數(shù)據(jù)，對(duì)全部陣元進(jìn)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙鵬，劉成，許春良，陳寧，王琰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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