[发明专利]一种相控阵天线在轨幅相校正系统及方法

摘要

一种相控阵天线在轨幅相校正系统及方法，校正用的微波信号源输出信号通过位于相控阵近场的信标天线发射，并由相控阵天线的某一待测通道接收，输出信号经过下变频和AD采集，由信号处理模块完成信号的幅度、相位测量，最后对测得的信号幅度、相位进行数据处理，完成待测通道的幅度、相位的获取，并完成幅相校正。本发明基于相控阵近场信标，借助于干扰对消原理，消除了泄露(多径)信号对被测通道的幅相测量影响，提高了测量结果的准确度，实现原理简单，节省了系统软件资源。在幅相测量实现上，选用了单通道幅相测量方案，不采用辅助参考通道，节约了系统硬件资源及成本。

主权项

1.一种相控阵天线在轨幅相校正系统，其特征在于包括：微波信号源、选通开关、近场信标天线、有源阵列天线、下变频模块、采样模块、信号幅相测量模块、幅相数据处理及校准通道选择控制模块；该系统是基于相控阵近场信标天线的外校准系统，系统基于单路下变频及采样模块的硬件平台，无需辅助参考通道；系统中信号幅相测量涉及的主要模块，包括：微波信号源、下变频模块、采样模块、信号幅相测量模块，且系统中信号幅相测量涉及的主要模块共用同一频率源，信号幅相测量按照开环载波估计方法计算信号幅度相位；所述微波信号源产生微波信号，并通过选通开关选择位于相控阵近场的信标天线将微波信号发射；所述相控阵天线包括TR组件，每个TR组件包含多个通道，进行在轨幅相校正时，幅相数据处理及校准通道选择控制模块给选通开关发送选通使能，选择待测通道，并将待测通道置为零衰减，将待测通道所在TR组件的其它通道置为最大衰减模式，其它TR组件断电；即待测通道的选通是通过对TR模块的加断电操作即待测通道所在TR组件加电，其它TR组件断电；无需定向耦合器或高频矩阵开关额外的硬件资源；所述相控阵天线的待测通道接收微波信号并输出，输出的微波信号经过下变频模块和采样模块分别完成下变频处理和AD采样后，由信号幅相测量模块完成AD采样后微波信号的幅度和相位测量，并将测量结果发送给幅相数据处理及校准通道选择控制模块；所述幅相数据处理及校准通道选择控制模块对接收到的微波信号幅度和相位进行数据处理，获取待测通道的幅度和相位，并根据获取的幅度和相位对待测通道进行校正；所述待测通道的幅相获取采取干扰对消策略，具体为：对待测通道进行反相前和反相后两次处理，通过两次相减去除泄露/多径信号对待测通道的影响；并通过对多个通道分时串行的幅度相位测量来获取通道间的幅度相位一致性，获取待测通道幅度和相位的具体步骤如下：(1)将待测通道所在的TR组件通电，待测通道置为零衰减，其它通道置为最大衰减，其它TR组件断电，对待测通道反相前进行幅相测量，测得幅度Amp_yi、相位Phi_yi；(2)将待测通道所在的TR组件通电，待测通道置为零衰减，其它通道置为最大衰减，其它TR组件断电，对待测通道反相后进行幅相测量，测得幅度Amp_180_yi、相位Phi_180_yi；(3)利用步骤(1)和步骤(2)中的结果，获取待测通道幅度Amp_i和相位Phi_i；具体由如下公式得出：Amp_i＝0.5*abs[Amp_yi*exp(j*Phi_yi)-Amp_180_yi*exp(j*Phi_180_yi)]Phi_i＝phase[Amp_yi*exp(j*Phi_yi)-Amp_180_yi*exp(j*Phi_180_yi)](4)将步骤(3)中的幅度相位结果与预先给定的标校表比对，并根据比对结果完成该通道的校准；(5)依次逐一选通相控阵天线的各个通道，重复步骤(1)～步骤(4)，完成相控阵天线全阵的幅度相位校准。