[发明专利]一种数字阵列雷达天线通道校正系统和校正方法

说明书

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种数字阵列雷达天线通道校正系统和校正方法。包括数据处理单元、校正单元和阵列天线，所述数据处理单元与所述校正单元通信连接，所述校正单元通过所述阵列天线与多个TR组件连接，多个所述TR组件均与所述数据处理单元通信连接.本发明通过采用校正单元连接阵列天线减少了天线数量与耦合器数量，简化了整体校正电路，采用数据处理单元作为整体数据处理的服务终端，适用性强，可拓展性强。本发明能够提高了校正准确性，适合于雷达、通信等多种应用环境，保证数字阵列雷达的性能始终自动处于可靠的状态。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种数字阵列雷达天线通道校正系统和校正方法。

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。对有源信器件来说，每次开机因为环境参数及电压波动对信号产生幅度和相位的偏差是不一致的，如T/R组件（Transmitter and Receiver发送器与接收器）在每次环境或每次开机时，组件的特性参数都各不相同，为保证其工作特性一致，必须每次都进行校正，而这个校正可以通过雷达内部测试信号来校正。

当前普遍的校正通道(假定K个通道)由K个天线及射频通道、K个耦合器、收发信机、校正信号射频电缆、合路分路器、校正通道处理单元等组成。其中合路分路器普遍采用威尔金功分器的结构，各天线及射频通道的校正信号会通过合路分路器进行合路和分路。当天线及射频通道数量较多时，各通道汇集到合路分路器的校正信号线的数量和长度大大增加，产生大量重复路径的校正信号线，增加了电路布局布线的复杂程度，且过长的走线带来了不必要的差损。其次，威尔金功分器本身面积较大，总线较长，也会增加电路布局布线和校正通道整体结构的复杂程度，同时带来不必要的传输损耗。

发明内容

本发明提供一种数字阵列雷达天线通道校正系统和校正方法。，解决了现有天线通道校正电路复杂、实施效果差的问题。

本发明的第一方面提供了一种数字阵列雷达天线通道校正系统，包括数据处理单元、校正单元和阵列天线，所述数据处理单元与所述校正单元通信连接，所述校正单元通过所述阵列天线与多个TR组件连接，多个所述TR组件均与所述数据处理单元通信连接；

所述数据处理单元能够生成第一控制信号和第二控制信号；

所述校正单元根据所述第一控制信号生成接收校准信号，所述阵列天线将所述接收校准信号耦合至每个所述TR组件，每个TR组件均生成各自的接收校准数据信号；

每个所述TR组件根据所述第二控制信号依次生成发射校准信号，所述阵列天线依次将所有发射校准信号耦合至所述校正单元，所述校正单元根据每个所述TR组件的所述发射校准信号生成发射校准数据信号；

所述数据处理单元能够根据每个所述TR组件的所述接收校准数据信号和所述发射校准数据信号，计算每个所述TR组件的发射通道校准补偿数据和接收通道校准补偿数据。

进一步地，所述校正单元包括收发开关、接收支路、发射支路和处理模块，所述接收支路的一端与所述收发开关连接，另一端与所述处理模块连接，所述发射支路的一端与所述收发开关连接，另一端与所述处理模块连接；

所述收发开关用于将所述接收支路或所述发射支路与所述阵列天线连接；

所述接收支路能够对每个所述TR组件的所述发射校准信号进行下变频和模数转换，生成对应的数字信号；

所述处理模块能够根据所述第一控制信号，生成数字基带信号并能够根据所述数字信号，生成所述发射校准数据信号；

所述发射支路能够对所述数字基带信号数模转换以及上变频，生成接收校准信号。

进一步地，所述处理模块包括FPGA。

进一步地，所述阵列天线包括功分校正网络和天线阵元，所述功分校正网络的一端连接所述校正单元，另一端与所述天线阵元连接，所述天线阵元分别与所述多个TR组件连接。