[發(fā)明專利]一種大陣面數(shù)字陣?yán)走_(dá)快速幅相校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011517982.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112731315B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊見(jiàn);劉永剛;陳偉;郭小杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川九洲空管科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01S7/40
• 分類號(hào): G01S7/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

本發(fā)明提供了一種大陣面數(shù)字陣?yán)走_(dá)快速幅相校準(zhǔn)系統(tǒng)，控制模塊、校準(zhǔn)模塊、內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字TR組件、光通信網(wǎng)絡(luò)；控制模塊，分別通過(guò)光纖與校準(zhǔn)模塊和數(shù)字TR組件通信，用于校準(zhǔn)控制、信號(hào)編碼及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集；校準(zhǔn)模塊，在系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射校準(zhǔn)時(shí)，打開(kāi)接收通道，接收陣面TR組件發(fā)射的校準(zhǔn)信號(hào)，產(chǎn)生采樣觸發(fā)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，并按照協(xié)議將采樣數(shù)據(jù)上報(bào)至控制模塊；在系統(tǒng)進(jìn)行接收校準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)控制模塊傳輸?shù)木幋a及控制信號(hào)產(chǎn)生發(fā)射校準(zhǔn)信號(hào)并輸出；內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，包含射頻電纜網(wǎng)絡(luò)與功分器兩部分，將校準(zhǔn)模塊的射頻通道與陣面各數(shù)字TR組件射頻通道連接，用于系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)校準(zhǔn)測(cè)試。本發(fā)明提出的方案在陣面通道數(shù)較大時(shí)，可顯著減少設(shè)備上電準(zhǔn)備時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字陣?yán)走_(dá)領(lǐng)域，特別涉及一種大陣面數(shù)字陣?yán)走_(dá)快速幅相校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

數(shù)字陣?yán)走_(dá)的每個(gè)射頻通道的幅相都可以由信號(hào)處理單元進(jìn)行單獨(dú)控制，天線陣面所有通道射頻線纜的布控以及裝機(jī)誤差等原因會(huì)引起通道間信號(hào)傳輸至陣子時(shí)存在相位偏差。而數(shù)字陣天線波束的指向的精準(zhǔn)度以及波束形狀是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期都極大的依賴于陣面通道間的相差，故為保證系統(tǒng)的性能，需要在雷達(dá)開(kāi)機(jī)后對(duì)所有射頻通道進(jìn)行幅相校準(zhǔn)，采集其相差分布并計(jì)算出相應(yīng)的補(bǔ)償值對(duì)系統(tǒng)相差進(jìn)行補(bǔ)償。現(xiàn)有技術(shù)中依次對(duì)所有通道進(jìn)行幅相校準(zhǔn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)天線陣子數(shù)量較大時(shí)會(huì)極大影響開(kāi)機(jī)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種內(nèi)外校準(zhǔn)方式相結(jié)合的方法快速獲取射頻通道校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。外校準(zhǔn)方式測(cè)量數(shù)字TR組件內(nèi)部所有通道間幅相差異，內(nèi)校準(zhǔn)方式測(cè)量組件間通道幅相差異，通過(guò)兩組數(shù)據(jù)結(jié)合完成所有通道補(bǔ)償值的獲取對(duì)于工作頻帶寬、天線通道數(shù)量大的數(shù)字陣?yán)走_(dá)而言，依次對(duì)每個(gè)通道的每個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)將會(huì)需要較長(zhǎng)的時(shí)間，本發(fā)明基于數(shù)字TR組件設(shè)計(jì)性能以及系統(tǒng)校準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)時(shí)間的大幅縮短。。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種大陣面數(shù)字陣?yán)走_(dá)快速幅相校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括控制模塊、校準(zhǔn)模塊、內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字TR組件、光通信網(wǎng)絡(luò)；

控制模塊，分別通過(guò)光纖與校準(zhǔn)模塊和數(shù)字TR組件通信，用于校準(zhǔn)控制、信號(hào)編碼及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集；

校準(zhǔn)模塊，在系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射校準(zhǔn)時(shí)，打開(kāi)接收通道，接收陣面TR組件發(fā)射的校準(zhǔn)信號(hào)，并對(duì)接收的中頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、數(shù)字下變頻、濾波等處理轉(zhuǎn)換為基帶I/Q數(shù)據(jù)，根據(jù)控制模塊傳輸?shù)木幋a及控制信號(hào)產(chǎn)生采樣觸發(fā)，在指定位置鎖存100組基帶I/Q數(shù)據(jù)，并按照協(xié)議將采樣數(shù)據(jù)上報(bào)至控制模塊；在系統(tǒng)進(jìn)行接收校準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)控制模塊傳輸?shù)木幋a及控制信號(hào)產(chǎn)生發(fā)射校準(zhǔn)信號(hào)并輸出；

內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，包含射頻電纜網(wǎng)絡(luò)與功分器兩部分，將校準(zhǔn)模塊的射頻通道與陣面各數(shù)字TR組件射頻通道連接，用于系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)校準(zhǔn)測(cè)試。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)包括功分器及射頻電纜網(wǎng)絡(luò)，校準(zhǔn)模塊的射頻通道連接至功分器A端，陣面上每個(gè)數(shù)字TR組件的射頻通道都通過(guò)一根射頻線纜連接至功分器B端口，使得陣面每一個(gè)數(shù)字TR組件的射頻通道均與校準(zhǔn)模塊的射頻通道連通。

進(jìn)一步的，所述校準(zhǔn)模塊具體包括進(jìn)行收發(fā)控制的數(shù)字處理板、一個(gè)數(shù)字TR及外圍電路，用于在系統(tǒng)進(jìn)行接收校準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生校準(zhǔn)信號(hào)；在系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射校準(zhǔn)時(shí)采集陣面發(fā)射的校準(zhǔn)信號(hào)。

進(jìn)一步的，通過(guò)內(nèi)校準(zhǔn)方式采集數(shù)字TR組件之間射頻通道幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)外校準(zhǔn)方式采集數(shù)字TR組件內(nèi)部射頻通道幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，根據(jù)內(nèi)校準(zhǔn)方式和外校準(zhǔn)方式采集的幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)通道的相位補(bǔ)償值和幅度補(bǔ)償值；數(shù)字TR組件內(nèi)部射頻通道幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)僅需采集一次，字TR組件之間射頻通道幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)在每次上電時(shí)都需重新采集。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)校準(zhǔn)方式采集數(shù)字TR組件內(nèi)部射頻通道幅相校準(zhǔn)數(shù)據(jù)具體過(guò)程為：

發(fā)射鏈路校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集：

步驟11、將校準(zhǔn)模塊接入內(nèi)校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，控制模塊控制設(shè)備進(jìn)入發(fā)射外校準(zhǔn)模式，產(chǎn)生校準(zhǔn)編碼及控制信號(hào)分別發(fā)送至校準(zhǔn)模塊和數(shù)字TR組件；