[发明专利]一种数模混合相控阵天线系统校准方法

说明书

本发明公开了一种数模混合相控阵天线系统校准方法，属于通信技术领域。本发明首先通过TR组件的接收配置参数以及发射配置参数，分别对TR组件的接收通道和发射通道进行移相器的配置，完成TR组件的射频通道校准；然后，通过中频通道接收校准系数以及发射校准系数，对天线系统的中频通道进行校准补偿，最终实现整个数模混合相控阵天线系统的校准。本发明不需要在天线远场设置辅助校准源发射校准信号，校准过程简单。其将整个数模混合相控阵天线系统校准过程分为射频通道校准和中频校准，射频校准后可以形成固定参数，不需要重复校准，提高了天线校准的时效。此外，本发明在天线中频通道增加耦合器，支持天线系统上电后自动校准。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数模混合相控阵天线系统校准方法。

背景技术

数模混合相控阵天线同时包含模拟移相器和数字移相器，分别控制天线波束的俯仰角度和方位角度。在保留了数字相控阵天线波束控制灵活等优势的同时减少了天线系统的数字通道，降低了天线成本。

为了降低相控阵天线系统中信号的相位和幅度误差对整个系统的影响，需要对天线进行校准，数模混合相控阵天线需要对天线的模拟通道和数字通道的误差同时进行修正。

相控阵天线传统校准方法需要在天线远场设置辅助校准源发射校准信号，校准系统较为复杂，在相控阵天线系统使用过程中也不方便，无法对相控阵天线进行实时校准，不利于相控阵天线在通信系统中的进行应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种数模混合相控阵天线系统校准方法，该方法不需要设置辅助校准源就能够实现数模混合相控阵天线各个通道实时校准，可获得更好的校准系数。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种数模混合相控阵天线系统校准方法，用于对由M×N个天线单元组成的数模混合相控阵天线系统进行校准，该数模混合相控阵天线系统包括M个TR组件，每个TR组件包含N个射频通道，M≥2，N≥2；校准过程分为射频校准和中频校准，具体包括以下步骤：

(1)进行TR组件射频通道校准，初始化k＝1，i＝2，j＝1；

(2)将第k个TR组件的通道1作为校准通道，第i个TR组件的通道j作为待测通道，用线缆连接校准通道和待测通道，控制校准通道为发射状态，待测通道为接收状态，其它TR组件的射频通道为断开状态，校准通道产生校准信号S，待测通道接收信号S_ij，计算接收信号与校准信号之间的幅相参数

(3)将幅相参数φ_ij转换计算得到TR组件的接收配置参数P_ij；

(4)控制校准通道为接收状态，待测通道为发射状态，其它TR组件的射频通道为断开状态，待测通道产生校准信号S'，校准通道接收信号S'_ij，计算接收信号与校准信号之间的幅相参数

(5)将幅相参数φ'_ij转换计算得到TR组件的发射配置参数P'_ij；

(6)判断j是否等于N，若等于，转到步骤(7)，若不等于，将j加1，转到步骤(2)；

(7)判断k是否等于2，若等于，转到步骤(9)，若不等于，转到步骤(8)；

(8)判断i是否等于M，若等于，设置k＝2，i＝1，j＝1，转到步骤(2)，若不等于，将i加1，并令j＝1，转到步骤(2)；

(9)通过TR组件的接收配置参数P_ij以及发射配置参数P'_ij，i＝1,2,…,M，j＝1,2,…,N，分别对TR组件的接收通道和发射通道进行移相器的配置，完成TR组件的射频通道校准；