[發明專利]基于雙通道校準電路的大規模相控陣校準系統及控制方法

有效

• 申請號: 201911068566.7
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110808794B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 季帥;王敬東;關煬;王軼
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: H04B17/12
• 分類號: H04B17/12;H04B17/21
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種基于雙通道校準電路的大規模相控陣校準系統，其特征在于：

所述基于雙通道校準電路的大規模相控陣校準系統包括兩個分陣面、雙通道校準電路和幅相計算單元；

所述分陣面包括若干天線單元、一個完成校準激勵信號功分/合成的校準網絡、通道數與天線單元數量等同的TR組件，以及相應通道數的數字模塊；

其中，天線單元用于完成空間電磁信號的輻射和接收、校準網絡用于完成校準激勵信號功分/合成、TR組件用于實現回波信號低噪聲放大和發射激勵信號放大、數字模塊用于完成回波信號數字下變頻、抽取、濾波和基帶信號產生；

TR組件與無源天線陣面互聯的端口，包括輻射口和校準端口，輻射口與對應的天線單元互聯，校準端口與完成校準激勵信號功分/合成的校準網絡互聯；

校準網絡包含一個公共端口和若干校準端口；

TR組件的校準端口對應有一個負載選擇開關，在TR組件處于發射校準狀態下，除被校準TR組件外，其余TR組件均由該開關選擇負載態，以保證TR組件發射信號經校準網絡的功分作用后保持匹配狀態；所述TR組件處于校準態時，負載選擇開關切換至單刀四擲開關，其作用在于選擇相應的待校準通道；TR組件每個通道與天線輻射端互連的端口均接有耦合器，其作用包括：(1)發射狀態下，功率耦合輸出用于發射功率實時BIT檢測；(2)發射校準狀態下，完成發射信號耦合至校準通道，最終實現發射通道校準；(3)接收校準狀態下，完成接收校準信號的耦合輸入，最終實現接收通道校準；每個耦合器耦合端輸出接有單刀雙擲開關，兩個輸出端分別接在功率故障檢測電路和校準通道的單刀四擲開關輸入端，正常工作時，該開關連通功率故障檢測電路，當開始發射、接收校準工作時，該開關連通校準通道；

所述雙通道校準電路包含兩個相同的校準收發通道，包括模擬收發和數字收發電路，模擬收發電路完成陣面發射耦合信號低噪聲放大和校準激勵信號放大；數字收發電路完成陣面發射耦合信號數字下變頻、抽取、濾波和校準激勵信號的產生；

所述幅相計算單元完成校準狀態下，陣面數字模塊和雙通道校準電路回傳的通道幅相數據，計算出各通道間的幅相差異，并由此完成陣面各通道的收發幅相校準。

2.一種利用權利要求1所述基于雙通道校準電路的大規模相控陣校準系統的控制方法，其特征在于包括下述步驟：

內場接收校準狀態下，利用雙通道校準電路同時產生兩路功率＜1W的發射信號，由兩根同軸電纜傳輸至兩個分陣面的校準網絡，由校準網絡將輸入信號功分后同時傳輸至各分陣面的TR組件的校準端口，校準端口同時切換至單刀四擲開關，選擇相應待校準通道，由耦合器將由校準端口接收的輸入信號耦合至TR組件的接收通道后，經接收通道實現功率低噪聲放大后，傳輸至數字模塊，經采樣、抽取、濾波處理后，提取各待校準通道的幅度相位信息，傳輸至幅相計算單元，由幅相計算單元得到各通道的幅相差異；

內場發射校準狀態下，由其中一個分陣面的TR組件的某通道和另一分陣面的TR組件的某通道分別分時產生兩路激勵分別經兩個分陣面的校準功分網絡的傳輸作用傳輸至網絡的公共端口，再分別由兩個同軸電纜傳輸至校準TR組件的兩個接收通道，接收通道對接收兩路信號進行采樣、抽取、濾波后，提取各待校準通道的幅度相位信息，傳輸至幅相計算單元，由幅相計算單元得到各通道的幅相差異；用于校準的兩個TR組件收發開關切換至發射態，單刀四擲開關切換至需要校準的發射通道，此時除產生激勵信號的TR組件外，其余TR組件均將負載選擇開關控制切換至負載態，保證校準網絡傳輸的穩定性，其余發射通道的供電關閉；

按照上述步驟，依次完成待測分陣面所有發射通道的校準后，利用已完成校準陣面的TR組件的某通道，再依次完成另一陣面所有通道的發射通道校準。