[发明专利]基于双通道校准电路的大规模相控阵校准系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于双通道校准电路的大规模相控阵校准系统，其特征在于：

所述基于双通道校准电路的大规模相控阵校准系统包括两个分阵面、双通道校准电路和幅相计算单元；

所述分阵面包括若干天线单元、一个完成校准激励信号功分/合成的校准网络、通道数与天线单元数量等同的TR组件，以及相应通道数的数字模块；

其中，天线单元用于完成空间电磁信号的辐射和接收、校准网络用于完成校准激励信号功分/合成、TR组件用于实现回波信号低噪声放大和发射激励信号放大、数字模块用于完成回波信号数字下变频、抽取、滤波和基带信号产生；

TR组件与无源天线阵面互联的端口，包括辐射口和校准端口，辐射口与对应的天线单元互联，校准端口与完成校准激励信号功分/合成的校准网络互联；

校准网络包含一个公共端口和若干校准端口；

TR组件的校准端口对应有一个负载选择开关，在TR组件处于发射校准状态下，除被校准TR组件外，其余TR组件均由该开关选择负载态，以保证TR组件发射信号经校准网络的功分作用后保持匹配状态；所述TR组件处于校准态时，负载选择开关切换至单刀四掷开关，其作用在于选择相应的待校准通道；TR组件每个通道与天线辐射端互连的端口均接有耦合器，其作用包括：(1)发射状态下，功率耦合输出用于发射功率实时BIT检测；(2)发射校准状态下，完成发射信号耦合至校准通道，最终实现发射通道校准；(3)接收校准状态下，完成接收校准信号的耦合输入，最终实现接收通道校准；每个耦合器耦合端输出接有单刀双掷开关，两个输出端分别接在功率故障检测电路和校准通道的单刀四掷开关输入端，正常工作时，该开关连通功率故障检测电路，当开始发射、接收校准工作时，该开关连通校准通道；

所述双通道校准电路包含两个相同的校准收发通道，包括模拟收发和数字收发电路，模拟收发电路完成阵面发射耦合信号低噪声放大和校准激励信号放大；数字收发电路完成阵面发射耦合信号数字下变频、抽取、滤波和校准激励信号的产生；

所述幅相计算单元完成校准状态下，阵面数字模块和双通道校准电路回传的通道幅相数据，计算出各通道间的幅相差异，并由此完成阵面各通道的收发幅相校准。

2.一种利用权利要求1所述基于双通道校准电路的大规模相控阵校准系统的控制方法，其特征在于包括下述步骤：

内场接收校准状态下，利用双通道校准电路同时产生两路功率＜1W的发射信号，由两根同轴电缆传输至两个分阵面的校准网络，由校准网络将输入信号功分后同时传输至各分阵面的TR组件的校准端口，校准端口同时切换至单刀四掷开关，选择相应待校准通道，由耦合器将由校准端口接收的输入信号耦合至TR组件的接收通道后，经接收通道实现功率低噪声放大后，传输至数字模块，经采样、抽取、滤波处理后，提取各待校准通道的幅度相位信息，传输至幅相计算单元，由幅相计算单元得到各通道的幅相差异；

内场发射校准状态下，由其中一个分阵面的TR组件的某通道和另一分阵面的TR组件的某通道分别分时产生两路激励分别经两个分阵面的校准功分网络的传输作用传输至网络的公共端口，再分别由两个同轴电缆传输至校准TR组件的两个接收通道，接收通道对接收两路信号进行采样、抽取、滤波后，提取各待校准通道的幅度相位信息，传输至幅相计算单元，由幅相计算单元得到各通道的幅相差异；用于校准的两个TR组件收发开关切换至发射态，单刀四掷开关切换至需要校准的发射通道，此时除产生激励信号的TR组件外，其余TR组件均将负载选择开关控制切换至负载态，保证校准网络传输的稳定性，其余发射通道的供电关闭；

按照上述步骤，依次完成待测分阵面所有发射通道的校准后，利用已完成校准阵面的TR组件的某通道，再依次完成另一阵面所有通道的发射通道校准。