[发明专利]一种数模混合相控阵天线自动校准方法

说明书

本发明涉及一种数模混合相控阵天线自动校准方法，属于通信技术领域。本发明方法用于对由M×N个天线单元组成的相控阵天线系统进行校准，校准过程分为接收校准和发射校准。本发明方法可以通过自适应调整采集通道与校准通道的增益或衰减改善通道信噪比，以满足校准要求从而保证校准精度，可同时对数模混合相控阵天线中频通道和射频通道进行校准，避免分步校准可能带来的累计误差。此外，本发明通过调整校准通道发射衰减和接收增益，可剔除故障通道，从而保证系统性能，增强系统稳定性。

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自动校准方法。

背景技术

由于硬件、环境等因素，相控阵天线系统不可避免地会存在一些通道误差，包括幅度误差和相位误差，当幅相误差较大时会严重影响相控阵天线波束形成与波束跟踪性能，为了减小甚至消除通道误差对系统的影响，需要对相控阵天线系统进行通道校准。

现有的相控阵天线校准算法中，离线校准算法操作步骤复杂，灵活性、实时性差，且需要占用较多的逻辑资源。此外，离线/在线组合校准算法对中频和射频分别进行校准，校准精度难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种数模混合相控阵天线自动校准方法，该方法操作简便，通过自适应调整采集通道与校准通道的增益或衰减改善校准信号的信噪比，能保证极高的校准精度，并且可同时对数模混合相控阵天线中频通道和射频通道进行校准，避免了分步校准可能带来的累计误差。

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自动校准方法，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，所述数模混合相控阵天线系统包含M个TR组件，每个TR组件包含N个射频通道，校准过程分为接收校准和发射校准，具体包含以下步骤：

(1)校准通道与采集通道配置完成，开始校准；

(2)采集校准通道信噪比，若信噪比不小于40dB，进行下一步；若信噪比小于40dB，则调整校准通道发射衰减和接收增益，使信噪比大于40dB；若校准通道发射衰减已设置为最小或接收增益已设置为最大，仍无法满足信噪比要求，则系统告警，校准失败；

(3)对数模混合相控阵天线系统进行接收校准，共计K个不同频点，初始化k＝1，n＝2；

(4)跳频本振设置为频点k；

(5)将校准通道中频开关设置为发射，采集通道中频开关1～M设置为接收，TR组件1～M通道1接收，其余通道关断；校准通道发射1MHz单频校准信号，单通道内采样16个点并求平均，得到待校准信号，存储TR组件1～M通道1中频采集数据，以预先选定的基准对TR组件1～M通道1进行校准，得到校准系数并存储，其中I₀+jQ₀为基准信号，I_k+jQ_k为待校准信号；

(6)将校准通道中频开关设置为发射，采集通道中频开关1～M设置为接收，TR组件1～M通道n接收，其余通道关断；校准通道发射1MHz单频校准信号，以TR组件1～M各自通道1为基准对通道n进行校准，得到校准系数校准系数转化为TR组件幅相配置参数并存储；

(7)判断n是否等于N，若等于，转到步骤(8)；若不等于，设置n＝n+1，转到步骤(6)；

(8)判断k是否等于K，若等于，接收校准完成；若不等于，设置k＝k+1，转到步骤(4)；

(9)对数模混合相控阵天线系统进行发射校准，共计K个不同频点，初始化k＝1，m＝1，n＝2；

(10)跳频本振设置为频点k；