[发明专利]一种数字阵实时校准装置及方法

说明书

本发明涉及一种数字阵实时校准装置及方法，属于雷达技术领域，装置包括数字阵天线、校准组件、收发组件、耦合校准馈电网络、和数据处理组件；数据处理组件控制校准组件产生接收校准信号，经过耦合校准馈电网络、数字阵天线、收发组件得到接收校准数据；数据处理组件控制收发组件产生发射校准信号，经过数字阵天线、耦合校准馈电网络、校准组件得到发射校准耦合信号；数据处理组件根据接收校准数据和发射校准数据，计算数字阵的收、发通道校准补偿数据。本发明为设备的通道校准带来自动化的可靠的方案，解决因设计、制造的批次性差异、设备温度漂移、性能老化等带来的不一致性，可自适应设备的更换、环境的变化。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其是一种数字阵实时校准装置及方法。

背景技术

随着芯片技术、高速采样、传输和处理器件发展越来越快，这也加速了雷达技术的发展，使数字相控阵技术在雷达中的使用变得越来越容易，也越来越普遍。采用数字相控阵技术，其关键点就是要对各射频通道的幅相进行校准，保证发射时各通道的功率信号在空间的有效合成，保证接收时各路信号真正对齐后得到拟定的设计方向图，因此幅相校准技术至关重要。

目前现有的解决方案主要还是通过外空间耦合的方式来解决数字阵的校准，选定现有的工作通道发射、其它通道接收，通过相互传递的方式来校正各个通道的收发；这种方案构架简单、代价低，但是校准的准确度不高、而且很难提高，因为通过空间耦合容易受空间信号的干扰、容易受各振子的空间分布位置的影响、容易受振子本身的幅相分布的差异性影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种数字阵实时校准装置及方法，实现各射频通道幅相差异的有效标定，剔除空间分布影响、振子本身影响，提高测量精度。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种数字阵实时校准装置，包括数字阵天线、TR组件、耦合校准馈电网络和数据处理组件；

所述TR组件包括校准组件和收发组件；

所述数据处理组件控制所述校准组件产生接收校准信号；通过所述耦合校准馈电网络耦合到数字阵天线的各天线振子；所述收发组件与各所述天线振子连接，接收并处理各所述天线振子耦合的接收校准信号，输出接收校准数据到所述数据处理组件；

所述数据处理组件控制所述收发组件产生发射校准信号到数字阵天线的各天线振子；所述耦合校准馈电网络从天线振子获取发射校准耦合信号发送到所述校准组件，所述校准组件处理发射校准耦合信号，输出发射校准数据到所述数据处理组件；

所述数据处理组件根据收到的接收校准数据和发射校准数据，计算数字阵的发射和接收通道校准补偿数据。

进一步地，所述耦合校准馈电网络设置在所述数字阵天线的内部，包括功分校准馈电网络；

所述功分校准馈电网络采用等幅同相功分方式通过耦合线与天线各通道振子的馈电通路进行耦合。

进一步地，还包括独立的射频校准通道，增设在耦合校准馈电网络与校准组件之间，用于传输所述接收校准信号或发射校准耦合信号。

进一步地，所述校准组件，设置在所述TR组件内部，所述校准组件包括：收发开关、接收支路、发射支路和预处理及接口电路；

所述收发开关，用于将接收支路或发射支路通过所述射频校准通道与所述耦合校准馈电网络连接；

所述接收支路，用于对接收的发射校准耦合信号依次进行限幅、滤波、低噪声放大和AD采样后，得到发射校准数据；

所述发射支路，用于产生接收校准信号依次经放大、滤波和限幅后，经收发开关发送到所述耦合校准馈电网络。