[發(fā)明專利]一種相控陣多維高效率遠場校準測試方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210961637.1
• 申請日: 2022-08-11
• 公開（公告）號: CN115327495A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊海寧;蔡銀基;李廷軍;徐潛;李阿雅;李娜;程鈺間
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種相控陣多維高效率遠場校準測試方法，其特征在于，包括相控陣天線發(fā)射通道校準和相控陣天線接收通道校準兩個過程；所述相控陣天線發(fā)射通道校準過程包括以下步驟：

S1、記測試天線的角度為β₁,β₂,…,β_m,…,β_M，M為需要測試的角度數(shù)量；初始化m＝1；

S2、將測試天線放置到測試角度β_m上；

S3、打開通道1的開關(guān)，使用功率計測量此時陣列的遠場輻射功率，重復(fù)測量10次，并記錄10次測量的功率峰值的平均值，記錄完成后通過反饋單元向移相器控制單元發(fā)送完成信號，移相器控制單元向開關(guān)控制單元發(fā)送完成信號；

S4、初始化n＝2；

S5、打開通道n的開關(guān)，采用以下步驟校準通道n：

S5-1、記L位數(shù)字移相器的移相值為初始化k＝1；

S5-2、將L位數(shù)字移相器的移相值θ_k配置到通道n，通過測試天線和功率計測量此時由通道1至通道n組成的子陣的遠場輻射功率的峰值，重復(fù)測量10次，分別為P_1,1,P_1,2,…,P_1,10，記錄10次測量功率峰值的平均值，記為P₁，完成后通過反饋單元向移相器控制單元發(fā)送完成信號；

S5-3、令k＝k+1，若k＜2^L則返回步驟S5-2，對移相值進行測量；若不滿足k＜2^L則表示測量已完成，得到在不同移相值的情況下由通道1至通道n組成的子陣的遠場輻射功率峰值的平均值

S5-4、找出中的最大值，將最大值對應(yīng)的移相值通過反饋單元發(fā)送到移相器控制單元，并由移相器控制單元配置到通道n作為該通道的激勵相位，配置完成后由移相器控制單元向開關(guān)控制單元發(fā)送完成信號；

S6、令n＝n+1，判斷n≤N是否成立，若是則返回步驟S5，對其余N-2個通道進行校準；N表示天線通道數(shù)量；若否則表示已經(jīng)在在β_m方向上完成待測相控陣天線N個通道的校準，由數(shù)據(jù)處理單元測量此時待測相控陣天線的遠場輻射功率的最大值P_total1；

S7、選擇相控陣天線上不同位置的通道作為參考通道對相控陣天線的各通道進行校準，具體步驟如下：

S7-1、將待測相控陣天線的中心天線單元所在通道作為參考通道，重復(fù)步驟S2～S6，校準完成后重復(fù)測量10次待測相控陣天線的遠場輻射功率，記錄10次測量功率峰值的平均值P_c；

S7-2、將待測相控陣天線的邊緣中心天線單元所在通道作為參考通道，重復(fù)步驟S2～S6，校準完成后重復(fù)測量10次待測相控陣天線的遠場輻射功率，記錄10次測量功率峰值的平均值P_e；

S7-3、將P_c和P_e與P_total1進行對比，采用最大測量功率對應(yīng)的各通道相位作為角度β_m上的校準結(jié)果；測量完成后由反饋單元向測量角度控制單元發(fā)送一個完成信號；

S8、令m＝m+1，若m≤M則返回步驟S2；否則結(jié)束校準，得到角度β_m上各通道的測量功率P_1,m,P_2,m,…,P_N,m，以及對應(yīng)的移相值θ_1,m,θ_2,m,…,θ_N,m；

相控陣天線接收通道的校準過程包括以下步驟：

S9、打開通道1的開關(guān)，經(jīng)過信號采樣單元后在采樣信號幅度測量單元中測量采樣信號幅度的最大值，重復(fù)測量10次，記錄10次測量的平均值，記為E₁；記錄完成后向移相器控制單元發(fā)送完成信號；

S10、初始化n＝2；

S11、打開通道n的開關(guān)；按照以下步驟校準通道n：

S11-1、初始化k＝1；

S11-2、由移相器控制單元將移相值θ_k配置到通道n，使用通道1至通道n的信號采樣單元同時對通道1至通道n移相后的信號進行采樣，在采樣信號幅度測量單元中記錄通道1至通道n的采樣信號相加后的最大值，重復(fù)測量10次，記錄10次測量的最大值的平均值E_n,1，記錄完成后由采樣信號幅度測量單元發(fā)送完成信號到移相器控制單元；

S11-3、令k＝k+1，若k＜2^L則返回步驟S11-2，對移相值為時通道1至通道n的采樣信號的和的最大值進行測量；若不滿足k＜2^L則表示測量已完成，得到在不同移相值的情況下通道1至通道n的采樣信號的和的最大值

S11-4、找出中的最大值，以及最大值對應(yīng)的移相值，并通過移相器控制單元將該移相值配置到通道n，配置完成后由采樣信號幅度測量單元向移相器控制單元發(fā)送完成信號；

S12、令n＝n+1，判斷n≤N是否成立，若是則返回步驟S11，對其余N-2個通道進行校準；若否則表示待測相控陣天線的N個通道校準已經(jīng)完成，得到測量相控陣天線通道1至通道N的接收信號采樣后的和的最大值，記為E_toatal1；

S13、選擇距離發(fā)射天線最近和最遠的通道作為參考通道對相控陣天線的接收通道進行校準，包括以下子步驟：

S13-1、將待測相控陣天線的中心天線單元所在通道作為參考通道，重復(fù)步驟S9～S11，校準完成后測量相控陣天線通道1至通道N的接收信號采樣后的和的最大值，記為E_toatal2；

S13-2、將待測相控陣天線的邊緣中心天線單元所在通道作為參考通道，重復(fù)步驟S9～S11，校準完成后測量相控陣天線通道1至通道N的接收信號采樣后的和的最大值，記為E_toatal3；

S13-3、比較E_toatal1、E_toatal2和E_toatal3，將最大測量幅度對應(yīng)的各通道的移相值作為相控陣天線接收通道的校準結(jié)果。