[發明專利]一種平面或柱面相控陣雷達中天線單元的幅相校準方法

有效

• 申請號: 201710107690.4
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106990394B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 舒應超;趙云;吳祿軍;姚卓民;馬靜;李喬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十七研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

本發明公開了一種平面或柱面相控陣雷達中天線單元的幅相校準方法，通過采用邏輯陣面替代相控陣雷達的陣面的方法，配合中控計算機對采樣探頭和轉臺的控制，實現了程控機械替代人為操作，降低了技術人員的工作量和對技術人員的專業要求，且操作簡單，并且大大提高了校準的精度和效率；同時通過采用中控計算機控制信號源的收發、響應信號的比較和篩選，自動記錄和比較每個天線單元的幅度和相位信息，替代了人工記錄，既大大消除了人為操作誤差的影響，又提高了校準精度和效率，使整個校準過程變得高效、簡潔，且無需操作人員額外干預，大大降低了操作人員專業要求和工作量，提高了工作效率。

技術領域

本發明涉及相控陣雷達天線校準技術領域，尤其涉及一種平面或柱面相控陣雷達中天線單元的幅相校準方法。

背景技術

相控陣雷達又稱作相位陣列雷達，是一種以改變雷達波相位來改變波束方向的雷達，因為是以電子方式控制波束而非傳統的機械轉動天線面方式，故又稱電子掃描雷達。相控陣雷達的天線陣面由許多個規則地排列在陣面上的天線單元組成，天線單元數目和雷達的功能有關，可以從幾百個到幾萬個。每個天線單元除了有天線振子之外，還有移相器等必須的器件構成的通道，利用電磁波相干原理，通過計算機控制饋往各通道的電流的相位，就可以改變雷達波束的方向進行掃描，從而實現電子掃描。雷達的天線單元數目越多，則波束在空間可能的方位就越多。相控陣雷達在工作時，接收天線單元把接收到的回波信號送入主機，完成雷達對目標的搜索、跟蹤和測量。因為這種雷達的工作基礎是相位可控的陣列天線，“相控陣”由此得名。

相控陣雷達具有以下優點 ：一、波束指向靈活，能實現無慣性快速掃描，數據率高；二、一個雷達可同時形成多個獨立波束，分別實現搜索、識別、跟蹤、制導、無源探測等多種功能；三、目標容量大，可在空域內同時監視、跟蹤數百個目標；四、對復雜目標環境的適應能力強；五、抗干擾性能好。同時，相控陣雷達的可靠性高，即使少量組件失效仍能正常工作。正因具有諸多優點，相控陣雷達在目前的通信、軍事等技術領域都得到了廣泛的應用。

相控陣雷達系統一般比較龐大，往往具有幾百甚至成千上萬個天線單元，這就為相控陣雷達系統研制后期校準工作帶來很大的挑戰。校準的過程為由采樣探頭向天線單元發射一個信號源，篩選響應信號的幅度和相位不在正常值范圍內的失效天線單元，進而對失效天線單元進行修復，使所有天線單元的響應信號的幅度和相位均在正常值范圍內的過程。目前常規的方法多采用人工手動控制采樣探頭對準天線單元，然后對響應值進行人工記錄的方式對每個天線單元進行校準。而對于柱面相控陣雷達的校準，則將柱面相控陣雷達放置在轉臺上，通過轉臺帶動柱面相控陣雷達水平轉動。人工校準和記錄的方式，操作繁瑣，耗費時間，對操作人員要求高，且極易出錯，限制了雷達系統研制后期的測試標校工作進度和精度。

發明內容

本發明的目的是提供一種平面或柱面相控陣雷達中天線單元的幅相校準方法，能夠在保證精度的前提下，快速高效的實現相控陣雷達的天線單元的幅度和相位的校準，且大大提高了校準的精度，并減少了人力浪費，智能高效，精準快速，便捷實用。

本發明采用的技術方案為：

一種平面或柱面相控陣雷達中天線單元的幅相校準方法，具體包括以下步驟：

A：中控計算機根據待測相控陣雷達的物理參數，建立與待測相控陣雷達的天線陣面在空間和位置相對應的邏輯陣面：物理參數包括天線陣面中天線單元的行數M、列數N、行間距l_m、列間距l_n和天線單元的待校驗頻點組，根據行數M和列數N計算可得天線陣面中天線單元的數量S=M*N；

技術人員將測量所得物理參數輸入中控計算機，中控計算機生成一個行數為M、列數為N、節點數量s=M*N的邏輯陣面，根據行間距l_m和列間距l_n分別對采樣探頭的步進距離和轉臺的步進角度進行設定，標定邏輯陣面中的各個節點與天線陣面中的天線單元一一對應；