[發明專利]一種相控陣天線的幅相校準方法

有效

• 申請號: 201710306730.8
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN108809447B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 漆一宏;于偉;金奇
• 申請（專利權）人: 深圳市通用測試系統有限公司
• 主分類號: H04B17/12
• 分類號: H04B17/12;H04B17/10;H04B17/21
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃瓊

本發明公開了一種相控陣天線的幅相校準方法，包括如下步驟：S1：測得初始采樣點的待測輻射單元與參考輻射單元的合矢量功率；S2：改變待測輻射單元的相移量，測得合矢量功率，直至遍歷移相器的360°相移量；S3：在新的采樣點測得合矢量功率；S4：再次改變相移量，測得合矢量功率，直至遍歷360°相移量；S5：重復S3～S4直至遍歷預設采樣點；S6：將所有合矢量功率擬合得到正弦曲線，得到待測輻射單元的相對幅相；S7：重復S1～S6，得到所有輻射單元的相對幅相；S8：將所有輻射單元的幅相調整到一致，完成相控陣天線的幅相校準。相比現有的旋轉矢量法，本發明相當于提高了移相器的相移量分辨率，能夠更精確地進行相控陣天線的幅相校準。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，尤其涉及一種相控陣天線的幅相校準的方法。

背景技術

相控陣天線是一種通過控制陣列天線中輻射單元的饋電幅度和相位(以下簡稱“幅相”)來改變方向圖形狀的天線。控制相位可以改變天線方向圖最大值的指向，以達到波束掃描的目的。為達到精確的波束控制和掃描，天線輻射單元的幅相校準就尤為關鍵。

在暗室中進行幅相測試，傳統的方法是采用平面近場掃描的方式，通過一個靠近陣面單元的的探頭獲取每個單元口面位置的幅相，這種方法被較常采用，但是相控陣天線口面輻射單元和測量探頭存在耦合的問題；同時，隨著測試頻率需求的不斷升高，波長不斷減小，對測量掃描架的移動精度提出了非常高的要求，由于掃描架位置精度的限制,難以滿足高精度的幅相校準的要求。

針對上述限制，現有技術提出了一種采用旋轉矢量法進行幅相校準的方法(Yonezawa R,Konishi Y,Chiba I,et al.Beam-shape correction in deployablephased arrays[J].IEEE Transactions on AntennasPropagation,1999,47(3):482-486)。該方法的基本思想是，通過一個暗室內遠離天線口面的測量探頭接收天線的輻射功率，在測量探頭相位中心處可以得到所有輻射單元的合矢量功率，控制單個移相單元的相位變化360°并保持其他單元不變，測得矢量相加的合成信號的功率變化曲線，根據曲線最大值和最小值所在的相移和比值，最終求得該輻射單元的相對幅相(即相對幅度與相對相位)。圖1是實現旋轉電矢量法的基本布局，由一個正對天線的固定探頭和固定的待測相控陣天線組成。圖2、圖3是旋轉電矢量法中的矢量疊加的示意圖。此方法在一定程度上解決了相控陣天線高精度幅相調試的問題。

但是，該方法以目前的技術手段，仍存在著一定的問題：目前現有的數字移相器無法提供連續的移相。常見的四位數字移相器共有16個相位狀態，即移相的分辨率為22.5°；毫米波波段現有的最高的五位數字移相器共有32個相位狀態，即移相的分辨率為11.25°。較低的分辨率容易導致采樣的點遠離圖3中曲線的極值，通過擬合的方式確定的極值準確性較差，進而對相控陣天線幅相的測試和校準也造成較大的誤差。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出了一種相控陣天線的幅相校準方法，用于解決現有的旋轉矢量法中數字移相器造成的取樣間隔過大而導致的誤差。

為實現上述目的，本發明第一方面實施例提出了一種技術方案：

一種相控陣天線的幅相校準方法，包括如下步驟：

S1：相控陣天線位于初始采樣點，通過測量天線測得所述相控陣天線的待測輻射單元與參考輻射單元的合矢量功率；

S2：改變所述待測輻射單元的移相器的相移量，所述參考輻射單元保持不變，測得所述合矢量功率，直至遍歷移相器的360°相移量；

S3：根據預設采樣精度，改變所述待測輻射單元與參考輻射單元至測量天線的波程差，在新的采樣點測得所述合矢量功率；

S4：改變所述待測輻射單元的移相器的相移量，所述參考輻射單元保持不變，測得所述合矢量功率，直至遍歷移相器的360°相移量；