[发明专利]一种分布式阵内耦合并行相控阵天线校准系统与方法

权利要求书

1.一种分布式阵内耦合并行相控阵天线校准系统，其特征在于，包括：辐射阵面、波控单元、子阵校准处理单元、校准信号合路单元以及校准信号功分单元；

辐射阵面，包括多个天线单元，其中，所述多个天线单元中的部分天线单元用作校准单元，所述校准单元用于对天线通道的幅度和/或相位进行校准；

子阵校准处理单元，用于生成校准信号，所述校准信号用于对天线子阵的通道的幅度和/或相位进行校准；

波控单元，用于生成校准指令，所述校准指令用于指示所述子阵校准处理单元对天线通道进行校准；

校准信号功分单元，在接收校准时用于将校准信号分路馈给分布式校准单元；

校准信号合路单元，在发射校准时将分布式校准单元的接收信号进行功率合成。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辐射阵面中的多个天线单元形成多个天线子阵，所述多个天线子阵中任意一个天线子阵的校准单元的个数根据所述辐射阵面包括的天线子阵的数量、所述校准系统的灵敏度以及接收机动态范围确定，且每个天线子阵中校准单元满足校准要求，使得所述每个天线子阵内校准单元阵列近场区均匀覆盖所述每个天线子阵范围。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述子阵校准处理单元包括校准信号产生模块和校准处理模块，所述校准信号产生模块用于生成基于随机噪声PN码调制的校准信号，所述校准处理模块用于确定所述辐射阵面中的各个天线通道的幅度校准值和/或相位校准值；其中，同一天线子阵的校准信号对应的PN码相同，不同天线子阵的校准信号不同。

4.一种分布式阵内耦合并行相控阵天线校准方法，其特征在于，该方法应用于如权利要求1～3任一项所述的分布式阵内耦合并行相控阵天线校准系统，所述方法包括：

所述波控单元向所述子阵校准处理单元发送校准指令，所述校准指令用于指示所述子阵校准处理单元对天线通道进行校准；

所述子阵校准处理单元生成校准信号，并接收经天线子阵阵面耦合的环路信号，根据所生成的校准信号以及所接收的信号，确定所述辐射阵面中的各个天线通道的幅度校准值和/或相位校准值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述子阵校准处理单元生成校准信号，包括：

通过校准信号产生模块生成随机噪声PN码，其中，所述PN码通过调制器调制，再经过数字上变频和数模转换器，生成基于所述PN码调制后的校准信号；同一天线子阵的校准信号对应的PN码相同，不同天线子阵的编码不同。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，发射校准模式下，所述校准信号经过校准信号合路单元馈入各个发射天线阵元，并经阵面电场耦合激励校准单元；

所述子阵校准处理单元将来自校准单元的接收信号经过模数转换并解调之后，与所生成的PN码进行自相关计算，以确定所述各个发射天线阵元中的各个天线通道的幅度校准值和/或相位校准值。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，接收校准模式下，所述校准信号经过校准信号功分单元馈入各个所述校准单元，并经阵面电场耦合激励接收天线单元；

所述子阵校准处理单元从校准信号合路单元接收所述接收天线单元输出的信号；

所述子阵校准处理单元将来自校准信号合路单元的接收信号经过模数转换并解调之后，与所生成的PN码进行自相关计算，以确定所述各个接收天线通道的幅度校准值和/或相位校准值。

8.如权利要求4～7任一项所述的方法，其特征在于，向所述子阵校准处理单元发送校准指令之前，所述方法还包括：

根据辐射阵面包括的多个天线子阵的个数、系统灵敏度以及系统中的接收机允许接收信号强度的动态范围确定各个天线子阵内的校准单元的个数。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据校准单元的拓扑结构以及各个天线阵列内电磁场分布特性，判断各个天线子阵内的校准单元是否满足校准要求；

针对任意一个天线子阵，若所述天线子阵内的校准单元不满足校准要求，增加辅助校准单元，并对校准单元拓扑进行优化；

继续判断各个天线子阵内的校准单元耦合信号强度是否满足校准要求，直到各个天线子阵内的校准单元满足校准要求。