[发明专利]相控阵天线的校准装置和系统

说明书

本发明提供一种相控阵天线的校准装置和系统，相控阵天线包括多个辐射单元，其特征在于，该校准装置包括：信号处理系统和近场信号源，相控阵天线位于近场信号源的辐射范围内；信号处理系统分别与多个辐射单元、近场信号源连接；近场信号源用于在信号处理系统的控制下，发射与相控阵天线同频的近场测试连续波校准信号；信号处理系统用于根据各辐射单元接收到的近场测试连续波校准信号和预先存储的各辐射单元间的耦合相位差，对相控阵天线的各辐射单元进行校准。本发明利用近场信号源和预先存储的耦合相位差，对各辐射单元进行校准，解决了现有技术中因为安装环境无法采用远场信号源进行校准的问题。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种相控阵天线的校准装置和系统。

背景技术

相控阵天线是由多个辐射单元组成的阵列，通过控制各辐射单元射频信号的幅度和相位控制相位可以改变天线方向图，以达到波束扫描的目的，各辐射单元的幅度、相位的精度和变化直接影响波束扫描的准确性。相控阵天线各辐射单元对应的接收通道使用独立的锁相环作为本振，锁相环之间共享参考频率，由于器件本身性能的差异、天线使用环境的改变，在使用过程中很难保证各接收通道间幅相的稳定一致。

现有技术中，通常采用远场校准方法以保证各接收通道的幅相一致，但是，受相控阵天线安装环境的限制，在很多现场操作中无法对相控阵天线进行远场校准，由此影响了相控阵天线的低旁瓣特性，严重时天线甚至不能正常工作。

发明内容

本发明提供一种相控阵天线的校准装置和系统，解决了现有技术中因为安装环境无法采用远场信号源进行校准的问题。

本发明的第一方面提供一种相控阵天线的校准装置，所述相控阵天线包括多个辐射单元，其特征在于，所述校准装置包括：信号处理系统和近场信号源，所述相控阵天线位于所述近场信号源的辐射范围内；

所述信号处理系统分别与多个所述辐射单元、所述近场信号源连接；

所述近场信号源用于在所述信号处理系统的控制下，发射与所述相控阵天线同频的近场测试连续波校准信号；

所述信号处理系统用于根据各所述辐射单元接收到的近场测试连续波校准信号和预先存储的各所述辐射单元间的耦合相位差，对所述相控阵天线的各所述辐射单元进行校准。

可选的，所述信号处理系统包括：本振信号生成器、处理器、多个混频器；所述混频器的数量与所述辐射单元的数量相同；

所述本振信号生成器与多个所述混频器连接，各所述混频器分别连接对应的辐射单元，各所述混频器还与所述处理器连接，所述处理器与所述近场信号源连接；

所述混频器用于对所述辐射单元输出的连续波信号和所述本振信号生成器生成的本振信号进行混频处理，获取中频信号；

所述近场信号源用于在所述处理器的控制下，发射与所述相控阵天线同频的近场测试连续波校准信号；

所述处理器具体用于将所述中频信号转化为幅相，并根据所述幅相和所述耦合相位差，对所述相控阵天线的各所述辐射单元进行校准。

可选的，所述本振信号生成器包括：参考晶振和多个锁相环；所述锁相环的数量与所述混频器的数量相同；

所述参考晶振分别与多个所述锁相环连接；各所述锁相环分别与对应的所述混频器连接；

所述参考晶振用于生成振荡信号，并将所述振荡信号输出至各所述锁相环；

所述锁相环用于将接收到的所述振荡信号变频生成所述本振信号，并将所述本振信号输出至对应的混频器。

可选的，所述相控阵天线处于目标远场信号源的辐射范围内，所述目标远场信号源为所述相控阵天线进行校准时的远场信号源；