[发明专利]一种多频点天线阵标校设备及标校方法

摘要

本发明属于射频仿真系统天线阵列的标校技术领域，公开一种多频点天线阵标校设备及标校方法。所述方法采用的多频点天线阵标校设备，包括有标校控制管理模块、标校微波信号源、四喇叭接收天线、接收机模块和矢量网络分析仪，所述四喇叭接收天线通过接收机模块、矢量网络分析仪与标校控制管理模块相连，标校控制管理模块通过网线分别与本振微波信号源、标校微波信号源、射频控制电路、被标校天线阵系统的天线阵管理模块、辅助测量设备的转台控制模块相连等组成；本发明能够一次标校完成对多个预设频点和通道的标校工作，克服了在标校时的时间耗费随标校频率点的增加成指数级数增加，设备损耗代价极大的缺陷。其结构简单，可靠性高，制造成本低。

主权项

一种多频点天线阵标校方法，采用的多频点天线阵标校设备，包括有标校控制管理模块、标校微波信号源、本振微波信号源、四喇叭接收天线、接收机模块、射频控制电路和矢量网络分析仪，所述四喇叭接收天线通过接收机模块、矢量网络分析仪与标校控制管理模块相连，标校控制管理模块通过网线分别与本振微波信号源、标校微波信号源、射频控制电路、被标校天线阵系统的天线阵管理模块、辅助测量设备的转台控制模块相连，组成局域网式天线阵标校设备；其中的本振微波信号源的输出端通过电缆与接收机模块相连；标校微波信号源的第一输出端与接收机模块相连，标校微波信号源的第二输出端与射频控制电路相连，射频控制电路输出端与被标校天线阵系统相连；其特征是：是在辐射式仿真试验前，需要根据被试装备工作频点对天线阵进行校准，使天线阵三元组天线的射频输出信号满足幅相一致性要求，天线阵的多频点标校包括：天线阵列初始值的校准，及角模拟精度测量与初始值校验；1）、天线阵列初始值的校准，是对天线阵每一阵元辐射信号的幅度与相位进行测量，根据阵元辐射信号与参考信号幅度和相位的差值生成初始值校准表格，其实施步骤如下：步骤一：参数设置，通过标校控制管理模块设定标校的频率和通道，选定初始频率、通道和天线阵阵元位置；步骤二：获取阵元位置，校控制管理模块选定需标校的天线阵阵元，读取阵元位置信息；步骤三：天线指向阵元位置，校控制管理模块将阵元位置信息发送给转台管理模块，转台管理模块根据接收到的阵元位置信息转动转台，使接收天线指向需标校的天线阵阵元位置；步骤四：测量并记录，标校控制管理模块控制标校射频信号源和微波本振信号源产生选定频率的信号，微波本振信号源产生的信号一路送至接收机作为本振信号，标校射频信号源产生的信号经射频控制模块通过选定通道到达天线阵列，天线阵控制模块将信号从选定的阵元位置辐射出去，四喇叭接收天线接收天线阵的辐射信号送至接收机，另一路送至接收机作为参考信号，测量天线阵辐射信号与参考信号之间的幅度与相位差值，并记录测量数据；步骤五：频点判断，若标校控制管理模块中设置的所有频点均已完成测量，则转步骤七，否则，根据预设频点值选取下一频点，重复步骤四；步骤六：通道判断，若标校控制管理模块中设置的所有通道均已完成测量，则转步骤七，否则，根据预设通道值选取下一通道并将频点置为初始频点，重复步骤四~步骤五;步骤七：阵元判断，若天线阵的所有阵元均已完成测量，则转步骤八，否则，选定下一未标校的阵元，重复步骤二~步骤五；步骤八：数据处理，对于不同的频率和通道，选取各阵元中与参考信号幅度差值最小的阵元辐射信号幅度作为基准，建立初始值表；将初值表输入天线阵控制系统，控制系统将在天线阵工作时载入该表，自动完成天线阵的幅度和相位的调平工作；2）、角模拟精度测量与标校数据的校验，天线阵角模拟精度测量与标校数据的校验的功能是通过比相法测量天线阵角模拟的精度，依据模拟的精度来判断初始值的正确性，完成标校数据的校验;其实施步骤如下：步骤一：参数设置，通过标校控制管理模块设定标校的频率和通道，选定初始频率、通道和三元组位置；步骤二：选定三元组，通过标校控制管理模块选定需标校的三元组，读取其合成信号的模拟角位置信息；步骤三：天线指向信号位置，校控制管理模块将三元组合成信号的模拟角位置信息发送给转台管理模块，转台管理模块根据接收到的三元组合成信号的模拟角位置信息转动转台，使接收天线指向该位置；步骤四：测量并记录，标校控制管理模块控制标校射频信号源和微波本振信号源产生选定频率的信号，微波本振信号源产生的信号送至接收机作为本振信号，标校射频信号源产生的信号经射频控制模块通过选定通道到达天线阵列，天线阵控制模块将信号从选定的阵元位置辐射出去，四喇叭接收天线的四个喇叭分别接收天线阵的辐射信号并送至接收机，分别测量得到方位和俯仰方向两个喇叭天线的相位差，并记录；步骤五：二次测量，转台水平旋转180°，再次测量得到方位和俯仰方向两个喇叭天线的相位差，并根据测得的两组相位差，计算得到该三元组合成信号模拟角位置与设定位置的偏差；步骤六：频点判断，若标校控制管理模块中设置的所有频点均已完成测量，则转步骤七，否则，根据预设频点值选取下一频点，重复步骤四~步骤五；步骤七：通道判断，若标校控制管理模块中设置的所有通道均已完成测量，则转步骤八，否则，根据预设通道值选取下一通道并将频点置为初始频点，重复步骤四~步骤六；步骤八：三元组判断，若天线阵的所有三元组均已完成测量，则转步骤九，否则，选取下一未标校三元组，重复步骤二~步骤六；步骤九：数据处理，利用计算得到天线阵列角模拟误差，将误差值与给定的精度值进行比较，判定天线阵三元组合成信号模拟角精度是否符合要求。