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一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正系統(tǒng)及校正方法與流程

文檔序號:12268603閱讀:434來源:國知局
一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正系統(tǒng)及校正方法與流程

本發(fā)明涉及有源陣列天線的校正系統(tǒng)及校正方法,特別是一種能夠適用于不同有源陣列天線的校正系統(tǒng)及校正方法。本發(fā)明屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

隨著微電子、微波毫米波、天線、材料、制造、工藝和封裝等技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)等平臺的不斷進(jìn)步,通信、導(dǎo)航、偵察、數(shù)傳、雷達(dá)、能量傳輸、微波武器等領(lǐng)域軍用和民用需求的需求提高,有源陣列天線應(yīng)用越來越廣。有源陣列天線為滿足技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求,陣列的規(guī)模越來越大、頻率越來越高、集成度越來越高、功能越來越復(fù)雜,性能指標(biāo)越來越高、研制周期和成本要求降低,必須采用一體化校正技術(shù)。

國內(nèi)導(dǎo)航二代二期星間鏈路采用了Ka頻段相控陣天線,天線為有源、收發(fā)半雙工體制,天線陣列規(guī)模大、掃描角度大、單元間距小、通道間互耦強(qiáng),同時要求天線具有高的掃描效率、低的旁瓣電平;在后續(xù)組網(wǎng)星中要求壓縮研制周期、降低研制成本、優(yōu)化研制流程,為此必須采用一種快速一體化校正方法,能夠?qū)崿F(xiàn)校正和天線輻射特性測試的一體化。

有源陣列天線因?yàn)橐笸瓿傻墓δ苄阅懿煌?、?yīng)用場地和搭載平臺不同,天線具體組成和差異較大,目前,國內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)提出了應(yīng)用于有源陣列天線的不同類型的校正技術(shù),主要包括內(nèi)校正和外校正,內(nèi)校正沒有考慮各個輻射單元性能差異,一般需要增加校正網(wǎng)絡(luò)、增加了產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜性;外校正完成包括輻射單元在內(nèi)的各個通道一體化校正,校正時與產(chǎn)品的真實(shí)狀態(tài)一致,適用于不同頻段、不同類型產(chǎn)品。外校正方法很多,主要包括平面近場、矩陣求逆、FFT、換相法、BIT行波耦合饋線、CCE、UTE、REV法、基于互 耦測量等。

平面近場技術(shù)在近場利用探針天線來測量被測天線孔徑上場的幅度和相位,根據(jù)電磁場平面波展開理論計算相控陣天線的輻射遠(yuǎn)場,從而獲取相控陣天線的輻射特征參數(shù),該方法需要對天線和探針進(jìn)行精確校準(zhǔn)、探針掃描控制精確、采樣數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)處理復(fù)雜;矩陣求逆法是一種遠(yuǎn)場校準(zhǔn)方法,需要整個陣列天線的遠(yuǎn)距離測試場、輔助天線和轉(zhuǎn)臺系統(tǒng),在N個預(yù)定的角位置測出幅度和相位,再通過矩陣求逆運(yùn)算得到天線口徑分布的幅度和相位值,該方法需要暗室遠(yuǎn)場大、測試位置多,處理復(fù)雜、通用性差;FFT校準(zhǔn)法需要將行波饋電網(wǎng)絡(luò)加在被測天線的陣元與數(shù)字移相器之間,實(shí)現(xiàn)對天線口徑的近似等幅和線性相位激勵,以便在既沒有天線測試場也不在天線孔徑前放置近場探針的情況下模擬遠(yuǎn)場信號的接收,用FFT替代矩陣求逆得到通道的幅度和相位值。該方法增加天線設(shè)計復(fù)雜度,通用性不強(qiáng);互耦校準(zhǔn)法利用有源陣列天線的單元互耦完成通道校準(zhǔn),該方法對陣列柵格有限制,同時校正精度受信噪比影響大,通用性受影響;UTE校準(zhǔn)法用于校正模擬陣列天線時需要在移相器之后加上額外的硬件,來提供精確的信號編碼,該方法增加了產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜度,通用性不強(qiáng);CCE校準(zhǔn)法需要利用相干檢測提取相位信息,校正復(fù)雜度較高,而且需要增加一個額外的參考通道,該方法增加了產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜度,通用性不強(qiáng);BIT行波耦合饋線法需要在設(shè)計中增加校正硬件,增加產(chǎn)品設(shè)計,通用性受限;REV校準(zhǔn)法是一種較為通用的校準(zhǔn)技術(shù),該方法對于數(shù)字移相器,不能直接獲得完整的旋轉(zhuǎn)圓,單個通道狀態(tài)變化受信道噪聲和測量誤差影響較大,需要求解移相器各狀態(tài)的實(shí)際相對幅度增益和相移,測試數(shù)據(jù)量大,處理較為復(fù)雜,對于較大星載相控陣天線,資源受限;換相法測量相控陣天線不同配相狀態(tài)下探頭的接收信號幅相,然后用數(shù)學(xué)算法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)而確定出任意配相狀態(tài)下各通道的激勵幅相,該方法充分利用了相控陣天線相位可控的特點(diǎn),能大大減小相控陣天線測量和診斷時間,對測試環(huán)境的要求比較低,具有很強(qiáng)的實(shí)用性,但是該方法一般要求單通道工作、通道為滿足校正增加了TR組件的負(fù) 載端口,增加了產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜度,同時目前換相法要求移相器進(jìn)行多組相位配置,對于大規(guī)模星載有源陣列天線而言,增加了資源需求。

鑒于不同類型有源陣列天線特點(diǎn)和任務(wù)研制對有源陣列天線通道的校正需求,校正方法既要簡單、校正精度高、校正時間短、易于實(shí)現(xiàn),又要能夠適用于不同類型的有源陣列天線。現(xiàn)有公開的或已知的校正方法很難滿足上述應(yīng)用要求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有校正方法的不足,提供一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正系統(tǒng)及校正方法,具有校正精度高、校正時間短,簡單、易于實(shí)現(xiàn)、具有強(qiáng)的通用性的優(yōu)點(diǎn),具有良好的工程實(shí)現(xiàn)性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正系統(tǒng),其特征在于包括:有源陣列天線(1)、高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)、測試探頭(3)、工控機(jī)(4)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)、RF電纜(6)、低頻電纜(7);有源陣列天線(1)為待校正產(chǎn)品,各個RF通道具有移相、衰減和加斷電能力,通過低頻電纜(7)與工控機(jī)相連接;高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)為具有對RF信號通路和短路功能的微波部件,通過工控機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)RF信號的通路和短路狀態(tài),補(bǔ)償RF電纜抖動,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位波動、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的溫漂測量誤差;測試探頭(3)用于接收有源陣列天線(1)的RF信號,或者向有源陣列天線(1)發(fā)射RF信號,測試探頭(3)置于有源陣列天線(1)的遠(yuǎn)場,并與有源陣列天線(1)的口面平行,口面中心對準(zhǔn);工控機(jī)(4)一方面控制有源陣列天線(1)的各個RF通道完成移相,衰減和加斷電的配置;工控機(jī)(4)還對有源陣列天線(1)各個RF通道測量的幅度和相位,通過修正的三態(tài)校正算法進(jìn)行處理,完成有源陣列天線(1)RF通道校正;另一方面控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2),使高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)置于通路或短路狀態(tài);第三方面還控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)讀取有源陣列天線(1)各個RF通道的幅度和相位,同時接收控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)傳回的各個RF通道的幅度和相位;矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)兩端與精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)和測試探頭(3)連接,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)與有源陣列天線(1)、高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)和測試探頭(3)通過RF電纜(6)組成RF回路;低頻電纜(7)完成有源陣列天線(1)、高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)、工控機(jī)(4)和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)的連接,保證工控機(jī)(4)實(shí)現(xiàn)對高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元(2)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(5)的控制、有源陣列天線(1)的供電。

所述工控機(jī)(4)控制有源陣列天線(1)的各個RF通道完成移相、衰減和加斷電的狀態(tài)配置的過程如下:

(1)對有源陣列天線各個RF通道加電;

(2)對有源陣列天線RF通道1移相器置零移相、衰減器置零衰減,RF通道1以外的其它RF通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥鞯南辔环謩e置0度和180度;

(3)對有源陣列天線RF通道1的移相器置120度移相、衰減器置零衰減,其它RF通道置狀態(tài)的設(shè)置保持不變;

(4)對有源陣列天線RF通道1的移相器置240度移相、衰減器置零衰減,其它RF通道置設(shè)置保持不變;

(5)重復(fù)步驟(2)、(3)、(4),完成其它RF通道的移相、衰減配置;

(6)(1)對有源陣列天線各個RF通道斷電。

所述工控機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)RF信號的通路和短路狀態(tài),補(bǔ)償RF電纜抖動、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位波動、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的溫漂測量誤差的過程:

工控機(jī)控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置于通路狀態(tài),矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量各個RF通道的幅度和相位;工控機(jī)控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置于短路狀態(tài),矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量各個RF通道的幅度和相位;將上述兩次測量結(jié)果相減,即消除了RF電纜抖動,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位波動、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的溫漂測量誤差。

所述測測試探頭置于有源陣列天線的遠(yuǎn)場時,遠(yuǎn)場距離滿足d≥2D2/λ,d 為測試探頭和有源陣列天線間距離,D為有源陣列天線口徑尺寸,λ為有源陣列天線的工作頻率對應(yīng)的波長,通過此方式降低了對測試環(huán)境要求,同時實(shí)現(xiàn)校正和天線輻射特性測試一體化,提高了有源陣列天線研制效率。

所述修正三態(tài)換相校正算法,利用每個待校正RF通道的6次測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正三態(tài)換相校正算法處理,具體如下:

(1)校正時測量值

①待校正RF通道移相器置0度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A1為幅度、為相位;第二次測量值對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A1′為幅度、為相位;

②待校正RF通道移相器置120度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A2為幅度、為相位;第二次測量值對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A2′為幅度、為相位;

③待校正RF通道移相器置240度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A3為幅度、為相位;第二次測量值對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A3′為幅度、為相位;

(2)測量值的校正處理

對測量幅度和相位值A(chǔ)1、A1′、A2、A2′、A3、A3′、按公式(1)、(2)、(3)處理,得中間量w11、w12、w21、w22、w31、w32

對w11、w12、w21、w22、w31、w32按公式(4)、(5)、(6)處理,得中間量el1、el2、d1

對el1、el2、d1按公式(7)、(8)處理,得中間量v1、v2

對v1、v2按公式(9)、(10)處理,分別得到待校正通道的幅度α、相位β,如公式(9)、(10)所示。

一種適用于不同有源陣列天線的一體化校正方法,包括有源陣列天線發(fā)射狀態(tài)校正和有源陣列天線接收狀態(tài)的校正過程;有源陣列天線接收狀態(tài)的校正過程與有源陣列天線發(fā)射狀態(tài)校正類似,為其逆過程;有源陣列天線發(fā)射狀態(tài)校正過程如下:

(1)有源陣列天線通道1測量

①對有源陣列天線各個RF通道加電;

②通道1移相器置零移相、衰減器零衰減,其它通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥飨辔环謩e置0度和180度;

③工控機(jī)通過低頻電纜控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元,使高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài);

④工控機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀加RF信號,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量RF通道的幅度和相位數(shù)據(jù),回傳工控機(jī);

⑤工控機(jī)通過低頻電纜控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元,使高精度測量實(shí)時 補(bǔ)償單元狀態(tài)置短路狀態(tài),其它部組件狀態(tài)保持不變;

⑥工控機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀加RF信號,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量RF通道的幅度和相位數(shù)據(jù),回傳工控機(jī);

⑦通道1移相器置120度移相、衰減器置零衰減,其它通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥飨辔环謩e置0度和180度;

⑧重復(fù)步驟③、④、⑤、⑥;

⑨通道1移相器置240度移相、衰減器置零衰減,其它通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥飨辔环謩e置0度和180度;

⑩重復(fù)步驟③、④、⑤、⑥;

(2)有源陣列天線其它通道的測量

重復(fù)步驟(1),逐步完成有源陣列天線其它各個通道的測量;

(3)有源陣列天線幅相配平

工控機(jī)對回傳的各個RF通道幅度和相位數(shù)據(jù),利用工控機(jī)中的修正三態(tài)換相校正算法進(jìn)行處理,計算出各個RF通道的幅度和相位配平值,得到有源陣列天線各個RF通道移相器和衰減器的控制碼,通過工控機(jī)低頻電纜將各個RF通道控制碼送入有源陣列天線,實(shí)現(xiàn)各個RF通道移相器和衰減器的刷新,完成有源陣列天線各個RF通道校正。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:

(1)本發(fā)明具有校正精度高、校正時間短,簡單、易于實(shí)現(xiàn)、具有強(qiáng)的通用性的優(yōu)點(diǎn),具有良好的工程實(shí)現(xiàn)性。

(2)本發(fā)明結(jié)合高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元開路和短路兩種狀態(tài),提出修正的三態(tài)換相校正算法,通過非校正通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥鞣謩e置0度和180度,大大減小了有源陣列天線校正時間;通過非校正通道衰減器和移相器設(shè)置,降低非校正通道對校正通道測量的影響,提高了校正精度;降低了對測試系統(tǒng)的要求,實(shí)現(xiàn)了校正方法的通用性。

(3)本發(fā)明的校正系統(tǒng)中引進(jìn)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元,降低了RF電纜 和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀誤差對測量結(jié)果的影響,提高了校正精度,降低了RF電纜和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的要求,本發(fā)明高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元不僅可以用于有源陣列的校正,也可以用于其它RF鏈路的測試,能夠提高測量精度,降低對測試系統(tǒng)和設(shè)備的要求。

(4)本發(fā)明充分利用有源陣列天線各個RF通道移相器和衰減器靈活配置的特點(diǎn),簡化了常見有源陣列天線的校正方案,無需因校正而改變有源陣列天線設(shè)計,通用性強(qiáng),具有明顯的實(shí)用性;

(5)本發(fā)明中有源陣列天線和測試探頭不動,不需要機(jī)械轉(zhuǎn)動,降低了對資源需求。工控機(jī)通過低頻電纜改變有源陣列天線RF通道配置狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了校正的自動化,降低人力需求,具有強(qiáng)的競爭力和市場價值;

附圖說明

圖1為適用于不同有源陣列天線一體化校正系統(tǒng)示意圖;

圖2為修正的三態(tài)換相法矢量圖;

圖3為基于常規(guī)通道校正方法的天線方向圖測試結(jié)果(0度掃描角)圖;

圖4為基于一體化校正方法的天線方向圖測試結(jié)果(0度掃描角)圖;

圖5為基于常規(guī)通道校正方法的天線方向圖測試結(jié)果(45度掃描角)圖;

圖6為基于一體化校正方法的天線方向圖測試結(jié)果(45度掃描角)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

1.校正系統(tǒng)和方法

如圖1所示,本發(fā)明的校正系統(tǒng)包括:有源陣列天線1、高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元2、校正測試探頭3、工控機(jī)4、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀5、RF電纜6、低頻電纜7;工控機(jī)通過低頻電纜與有源陣列天線通信,完成有源陣列天線的通道狀態(tài)配置,工控機(jī)通過低頻電纜與高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元通信,實(shí)現(xiàn)通路和短路兩種狀態(tài)設(shè)置;工控機(jī)與適量網(wǎng)絡(luò)分析儀通信,實(shí)現(xiàn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的控制、幅度和相位數(shù)據(jù)的讀??;有源陣列天線校正的具體實(shí)現(xiàn)如下:

(1)校正系統(tǒng)建立:測試探頭根據(jù)有源陣列天線的遠(yuǎn)場距離要求進(jìn)行架設(shè),測試探頭與有源陣列天線的口面平行,口面中心對準(zhǔn),按照圖1連接各個設(shè)備;

(2)校正系統(tǒng)加電:有源陣列天線、高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀等各個設(shè)備的加電;

(3)有源陣列天線通道1校正測量

工控機(jī)通過低頻電纜完成有源陣列天線的供電和通道配置,進(jìn)行通道1校正,具體為:

①通道1移相器置零移相、衰減器零衰減,其它通道衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥飨辔环謩e置0度和180度;

②工控機(jī)通過低頻電纜控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元,使其狀態(tài)置通路狀態(tài);

③工控機(jī)控制矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀加RF信號,通過低頻電纜讀取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的幅度和相位數(shù)據(jù);

④工控機(jī)通過低頻電纜控制高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元,使其狀態(tài)置短路狀態(tài);

⑤除高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元外,其它設(shè)置保持不變,讀取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位數(shù)據(jù);

⑥通道1移相器置120度移相、衰減器置零衰減,其它通道置設(shè)置保持不變;

⑦重復(fù)步驟②、,兩次分別讀取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位數(shù)據(jù)

④重復(fù)步驟②,兩次分別讀取矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀幅度和相位數(shù)據(jù);

⑤通道1置240度移相、零衰減,其它通道置設(shè)置保持不變(最大衰減、相鄰?fù)ǖ老辔粸?度和180度反相設(shè)置);

⑥重復(fù)步驟②、③、④、⑤,完成矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的幅度和相位數(shù)據(jù)讀??;

(4)通道1校正處理

根據(jù)步驟(3)讀取的6次幅相數(shù)據(jù),工控機(jī)計利用修正的校正算法進(jìn)行 校正數(shù)據(jù)處理,得到待校正通道1的初始幅度和相位數(shù)值;

(5)其它通道的校正

重復(fù)步驟(3)和(4),完成其它通道的校正,分別得到初始幅相值;

(6)有源陣列天線幅相配平

根據(jù)步驟(4)和(5)得到的各個通道幅度和相位初始值,通過工控機(jī)中校正算法進(jìn)行處理,得到有源陣列天線各個通道移相器和衰減器的控制碼,通過工控機(jī)低頻電纜將各個通道控制碼送入有源陣列天線的波束控制器,實(shí)現(xiàn)各個通道移相器和衰減器的刷新,最終完成有源陣列天線各個通道幅相校正。

2、修正的三態(tài)換相校正算法介紹

待校正單元第一次測試的激勵的相位為0°,第二次激勵的移相器移相為120°,第三次激勵的移相器移相為240°,非校正單元置最大衰減、相鄰?fù)ǖ老辔环謩e置0°和180°反相位,實(shí)現(xiàn)非校正通道干擾相消、降低其對待校正通道的干擾影響。高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元在有源陣列天線待校正通道同一幅度和相位設(shè)置情況下,分別置為通路和短路兩種狀態(tài)。

待校正RF通道對應(yīng)三次移相態(tài),結(jié)合高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元通路和短路狀態(tài),進(jìn)行6次幅度和相位測試。有源陣列天線待校正RF通道6次幅相測試矢量值在復(fù)平面上能夠組成一個圓,如圖1所示,為待校正RF通道6次測量的矢量信號,ae為待求的待校正RF通道的實(shí)際幅度和相位。其圓的半徑即為待測通道的實(shí)際幅值,同時可求得待測通道的實(shí)際相位,主要算法如下。

(1)校正時測量值

①待校正RF通道移相器置0度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A1為幅度、為相位;第二次測量值對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A1′為幅度、為相位;

②待校正RF通道移相器置120度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A2為幅度、為相位;第二次測量值對 應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A2′為幅度、為相位;

③待校正RF通道移相器置240度移相,第一次測量對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置通路狀態(tài)、測量值為A3為幅度、為相位;第二次測量值對應(yīng)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元置短路狀態(tài)、測量值為A3′為幅度、為相位;

(2)測量值的校正處理

對測量幅度和相位值A(chǔ)1、A1′、A2、A2′、A3、A3′、按公式(1)、(2)、(3)處理,得中間量w11、w12、w21、w22、w31、w32

對w11、w12、w21、w22、w31、w32按公式(4)、(5)、(6)處理,得中間量el1、el2、d1

對el1、el2、d1按公式(7)、(8)處理,得中間量v1、v2

對v1、v2按公式(9)、(10)處理,分別得到待校正通道的幅度α、相位β,如公式(9)、(10)所示。

本發(fā)明一種根據(jù)通用有源陣列天線校正應(yīng)用需求進(jìn)行的有源陣列天線非校正通道低干擾設(shè)置,具體為衰減器置最大衰減、相鄰?fù)ǖ酪葡嗥鞣謩e置0度和180度;并巧妙引進(jìn)高精度測量實(shí)時補(bǔ)償單元通路和短路狀態(tài)設(shè)置,提高了測試精度;并具有創(chuàng)新性地提出修正三態(tài)換相校正算法,即實(shí)現(xiàn)不需因校正而增加天線設(shè)計復(fù)雜度,又可以適用于不同類型的有源陣列天線的一體化校正,獲得了高效率和高校正精度、對校正資源和場地要求少、通用性強(qiáng)的校正方法,實(shí)現(xiàn)了天線校正和輻射特性測試一體化,滿足不同有源陣列天線校正應(yīng)用需求。

高精度測量實(shí)時補(bǔ)償方法提高了常規(guī)RF測試系統(tǒng)的測量精度,提供了高精度RF鏈路測量思想的新穎性。

圖3為導(dǎo)航二期星間鏈路Ka頻段相控陣天線采用常規(guī)方法進(jìn)行幅相配平后,相控陣天線0度掃描角對應(yīng)的歸一化輻射方向圖測試曲線,曲線表示信號幅度與不同角度的對應(yīng)關(guān)系,縱坐標(biāo)為RF信號幅度大小、單位分貝,橫坐標(biāo)為角度、單位度。

圖4為導(dǎo)航二期星間鏈路Ka頻段相控陣天線采用本發(fā)明的一體化校正方法進(jìn)行幅相配平后,相控陣天線0度掃描角對應(yīng)的歸一化輻射方向圖測試曲線,曲線表示信號幅度與不同角度的對應(yīng)關(guān)系,縱坐標(biāo)為RF信號幅度大小、單位分貝,橫坐標(biāo)為角度、單位度。

圖5為導(dǎo)航二期星間鏈路Ka頻段相控陣天線采用常規(guī)方法進(jìn)行幅相配平后,相控陣天線45度掃描角對應(yīng)的歸一化輻射方向圖測試曲線,曲線表示信號幅度與不同角度的對應(yīng)關(guān)系,縱坐標(biāo)為RF信號幅度大小、單位分貝,橫坐標(biāo)為角度、單位度。

圖6為導(dǎo)航二期星間鏈路Ka頻段相控陣天線采用本發(fā)明的一體化校正方法進(jìn)行幅相配平后,相控陣天線45度掃描角對應(yīng)的歸一化輻射方向圖測試曲線,曲線表示信號幅度與不同角度的對應(yīng)關(guān)系,縱坐標(biāo)為RF信號幅度大小、單位 分貝,橫坐標(biāo)為角度、單位度。

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