[发明专利]一种基于标校杆旋转的全空域相控阵天线校准系统及方法

权利要求书

1.一种基于标校杆旋转的全空域相控阵天线校准系统，其特征在于：包括数字信号处理平台、计算机设备、光学仪器、被测相控阵天线以及弧形同轴标校杆；所述弧形同轴标校杆上安装有校准天线组；数字信号处理平台分别与校准天线组、被测相控阵天线和计算机设备连接，计算机设备还与弧形同轴标校杆和光学仪器连接；

所述计算机设备，用于控制弧形同轴标校杆以被测相控阵天线轴心为中心模拟理想电曲面进行转动，来调整校准天线组的空间位置；同时生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台，并控制光学仪器测量校准天线组和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；

所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；同时根据计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；并接收来自校准天线组和被测相控阵天线的信息，完成校准天线组和被测相控阵天线的幅相测量，结合校准天线组的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被测相控阵天线进行标校；

在进行标校的过程中，依次将弧形同轴标校杆上校准天线组与被测相控阵天线每一组天线阵元的中心法线共面，完成每一组天线阵元接收通道和发射通道的校正：

在对每一组天线阵元的发射通道进行校正时，设置当前组天线阵元的幅度和相位，并关闭其余组的所有天线阵元，设置被测相控阵天线发射信号的幅度和相位，根据校准天线组接收到的信息，计算出发射校准需要补偿的差量，并控制设置当前组天线阵元的相位值变化，根据校准天线组接收到的信息，计算出不同移相值下发射校准需要补偿的差量以完成校准；

在对每一组天线阵元的接收通道进行校正时，设置当前组天线阵元的幅度和相位，并关闭其余组所有的天线阵元，设置校准天线组发射的幅度和相位，根据当前组天线阵元接收到的信息，计算出接收校准需要补偿的差量；并控制当前组天线阵元的相位值变化，根据当前组天线阵元接收到的信息，计算出不同移相值下接收校准需要补偿的差量以完成校准。

2.根据权利要求1所述的一种基于标校杆旋转的全空域相控阵天线校准系统，其特征在于：所述校准天线组包含n个均匀安装在弧形同轴标校杆上的校准天线；每一个校准天线均通过传输线与数字信号处理平台连接，各个校准天线的幅度特性为A_cal，相位特性为θ_cal；所述被测相控阵天线包括m个天线阵元，每一个所述的天线阵元均与通过传输线与数字信号处理平台连接；所述数字信号处理平台到各个天线阵元和各个校准天线的传输线严格等长。

3.根据权利要求1所述的一种基于标校杆旋转的全空域相控阵天线校准系统，其特征在于：所述数字信号处理平台包括：信号控制模块，用于接收计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；收发通道控制模块，用于接收计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；幅相测量模块，用于接收来自校准天线组和被测相控阵天线的信息，完成校准天线组和被测相控阵天线的幅相测量；标校模块，用于结合校准天线组的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被测相控阵天线进行标校。

4.根据权利要求1所述的一种基于标校杆旋转的全空域相控阵天线校准系统，其特征在于：所述计算机设备的第一个端口A连接至数字信号处理平台的信号控制模块，向数字信号处理平台传输信号控制指令；计算机设备的第二个端口B连接至弧形同轴标校杆的位置控制端口，控制弧形同轴标校杆以被测相控阵天线轴心为中心模拟理想电曲面进行转动；计算机设备的第三个端口C连接至数字信号处理平台的收发通道控制模块，向数字信号处理平台传输通道控制指令；计算机设备的第四个端口D连接至数字信号处理平台的标校模块，用于将来自光学仪器的信息传输给数字信号处理平台；计算机设备的第五个端口E连接至光学仪器的数据控制端口，控制光学仪器测量校准天线组和被测相控阵天线的空间位置信息，并从光学仪器接收测量结果。