[发明专利]一种基于三相幅度测量的相控阵快速校准方法

摘要

本发明公开了一种基于三相幅度测量的相控阵快速校准方法，该方法对每个阵元幅相值的求解，仅需要在三种阵面配相状态下，分别对整阵的合成场幅度进行测量，由测得幅度值，解算出阵元的幅相值。在校准过程中，本发明仅需对辐射场的幅度进行测量，避免了相位测量误差对单元幅相值求解带来的不利影响；对于N元阵列，该发明所需幅度测量次数为3N次，大大提高了相控阵天线校准时效性；该发明同时改变多个单元相位，使总辐射场的幅度变化显著，弱化测量误差影响，提升校准准确性。

主权项

1.一种基于三相幅度测量的相控阵快速校准方法，包括架设待测相控阵天线1和喇叭天线2，待测相控阵天线1连接频谱仪6，标准喇叭天线2连接信号源5，待测相控阵天线1与喇叭天线2建立通信，其特征在于：①分组，待测相控阵天线1包含N个天线单元，将待测相控阵天线1的天线阵面分为N组，任意一组i包含Mi个相位改变单元和N‑Mi个相位保持单元；②记录，第i组在三种配相态下合成辐射场功率值。同时改变三次相位改变单元的通道移相量Δ，Δ分别为0°、90°、180°，并依次记录频谱仪6上的功率值，记为Pi1、Pi2、Pi3；③计算Mi个相位改变单元的合成辐射场与N‑Mi个相位保持单元的合成辐射场的相位差。将Pi1、Pi2、Pi3代入下式求得Mi个相位改变单元合成辐射场与N‑Mi个相位保持单元合成辐射场的相位差Φi1‑Φi2；④计算Mi个相位改变单元与N‑Mi个相位保持单元的合成辐射场幅度值。将Pi1、Pi2、Pi3代入下式求得Mi个相位改变单元和N‑Mi个相位保持单元的合成辐射场幅度值；⑤计算Mi个相位改变单元合成辐射场相对于整阵总辐射场的幅相值。将相位差Φi1‑Φi2和幅度值Ai1和Ai2带入下式求得Mi个相位改变单元合成辐射场相对于整阵总辐射场的幅相值；⑥求解剩余N‑1个分组中相位改变单元合成辐射场相对整阵总辐射场的幅相值，重复步骤②、步骤③、步骤④以及步骤⑤，求得剩余N‑1个分组中相位改变单元合成辐射场相对整阵总辐射场的幅相值；⑦求补偿校准幅相值。由求得的N个相位改变单元合成辐射场相对整阵总辐射场的幅相值建立如下矩阵形式其中，H_N×N为N阶系数矩阵；列向量表示为单元辐射场相对于整阵总场的幅相值；列向量表示为已求解得到的每分组中相位改变单元合成辐射场相对于整阵的幅相值。最终单元辐射场相对于整阵总场的幅相值表示为将解得的下发给待测相控阵天线1，即可实现阵面校准。