1.一種適用于平板端射陣列天線的幅相誤差校正方法,該方法包括下列順序的步驟:
(1)搭建幅相誤差校正系統(tǒng):根據(jù)平板端射陣列天線的規(guī)模,設(shè)計(jì)相應(yīng)的校正網(wǎng)絡(luò)、校正分機(jī)、收發(fā)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),然后連接組成平板端射陣列天線有源系統(tǒng);
(2)布置暗室測(cè)試場(chǎng)景:設(shè)置近場(chǎng)采樣面到天線結(jié)構(gòu)的距離;根據(jù)被測(cè)天線結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)置近場(chǎng)掃描探頭采樣平面尺寸;設(shè)置近場(chǎng)采樣間隔;設(shè)置測(cè)試頻率;設(shè)置近場(chǎng)掃描探頭的極化方式;
(3)執(zhí)行校正操作:基于設(shè)定好的測(cè)試系統(tǒng)參數(shù),進(jìn)行接收內(nèi)校、發(fā)射內(nèi)校、接收外校、發(fā)射外校操作,同時(shí)記錄測(cè)試結(jié)果;
(4)計(jì)算幅相誤差補(bǔ)償系數(shù):根據(jù)近場(chǎng)掃描探頭的位置,計(jì)算由于傳播路徑不同導(dǎo)致的平板端射陣列天線各通道傳輸信號(hào)的幅度相位差異;然后,結(jié)合內(nèi)校和外校測(cè)試數(shù)據(jù),計(jì)算平板端射陣列天線各通道接收和發(fā)射的幅相誤差補(bǔ)償系數(shù);
(5)波瓣測(cè)試驗(yàn)證:近場(chǎng)掃描探頭在預(yù)先規(guī)劃好的區(qū)域內(nèi)依次通過(guò)各個(gè)預(yù)設(shè)采樣位置進(jìn)行掃描,平板端射陣列天線接收每個(gè)采樣位置處近場(chǎng)掃描探頭發(fā)射的信號(hào),得到近場(chǎng)采樣數(shù)據(jù);將幅相誤差補(bǔ)償系數(shù)代入近場(chǎng)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行波束合成,得到平板端射陣列天線的近場(chǎng)幅相分布,進(jìn)一步通過(guò)暗室測(cè)試系統(tǒng)將近場(chǎng)幅相分布轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于平板端射陣列天線的幅相誤差校正方法,其特征在于:在步驟(1)中,所述校正網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)相互連通的耦合單元組成,用于接收內(nèi)校和發(fā)射內(nèi)校的信號(hào)傳輸;每個(gè)耦合單元含有兩個(gè)端口,一個(gè)端口連接天線單元,另一個(gè)端口連接收發(fā)系統(tǒng)的收發(fā)通道;所有互聯(lián)的耦合單元通過(guò)一個(gè)總口與校正分機(jī)相連;
所述校正分機(jī)在接收內(nèi)校和發(fā)射內(nèi)校時(shí)與校正網(wǎng)絡(luò)相連,用于通過(guò)校正網(wǎng)絡(luò)發(fā)射和接收測(cè)試信號(hào);在接收外校和發(fā)射外校時(shí)與近場(chǎng)掃描探頭連接,用于通過(guò)近場(chǎng)掃描探頭發(fā)射和接收測(cè)試信號(hào);
所述收發(fā)系統(tǒng)將平板端射陣列天線接收的電磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為信號(hào)處理及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以處理的數(shù)字信號(hào);產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試信號(hào)并通過(guò)平板端射陣列天線發(fā)射出去;根據(jù)天線單元數(shù),確定所需的收發(fā)通道數(shù),每個(gè)天線單元對(duì)應(yīng)一個(gè)收發(fā)通道,從而確定收發(fā)系統(tǒng)的規(guī)模;所述信號(hào)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于控制測(cè)試信號(hào)的發(fā)射和接收,以及幅相誤差系數(shù)的計(jì)算、波束形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于平板端射陣列天線的幅相誤差校正方法,其特征在于:在步驟(2)中,設(shè)置近場(chǎng)采樣面到天線結(jié)構(gòu)的距離為L(zhǎng)=Nλ,其中λ為發(fā)射信號(hào)波長(zhǎng),N為3~5,根據(jù)被測(cè)天線結(jié)構(gòu)尺寸,設(shè)置近場(chǎng)掃描探頭采樣面的尺寸,使得采樣面邊界處的電平低于中心處30dB~40dB,近場(chǎng)采樣間隔設(shè)置為dx≤λ/2,dy≤λ/2,;設(shè)置近場(chǎng)掃描探頭的測(cè)試頻率為平板端射陣列天線的中心頻率,極化方式與平板端射陣列天線的極化方式一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于平板端射陣列天線的幅相誤差校正方法,其特征在于:在步驟(3)中,放置端射天線面對(duì)近場(chǎng)掃描探頭,使其端射方向與近場(chǎng)掃描探頭的掃描平面垂直,外校時(shí),近場(chǎng)掃描探頭從第一行的天線單元開(kāi)始按順序依次對(duì)準(zhǔn)每個(gè)天線單元方向圖的上翹方向,其中每行天線單元的上翹方向一致,最終形成掃描平面及探頭運(yùn)行軌跡;小黑點(diǎn)的位置與天線單元的方向圖上翹方向一一對(duì)應(yīng);所述小黑點(diǎn)是近場(chǎng)掃描探頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所停留的位置,具體是指近場(chǎng)掃描探頭在掃描過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)到小黑點(diǎn)所示的位置時(shí)會(huì)做短暫的停留,用于發(fā)射或者接收信號(hào);
在接收內(nèi)校時(shí),校正分機(jī)連接校正網(wǎng)絡(luò),發(fā)射測(cè)試信號(hào),收發(fā)系統(tǒng)接收信號(hào),得到每個(gè)收發(fā)通道的接收數(shù)據(jù),用JAi表示第i個(gè)收發(fā)通道的接收數(shù)據(jù);
在發(fā)射內(nèi)校時(shí),校正分機(jī)連接校正網(wǎng)絡(luò),收發(fā)通道依次發(fā)射測(cè)試信號(hào),校正分機(jī)依次接收每個(gè)收發(fā)通道的發(fā)射信號(hào),得到每個(gè)收發(fā)通道的發(fā)射數(shù)據(jù),用FAi表示校正分機(jī)接收的第i個(gè)收發(fā)通道的發(fā)射數(shù)據(jù);
在接收外校時(shí),校正分機(jī)連接近場(chǎng)掃描探頭,測(cè)試探頭按照預(yù)先設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng);在每個(gè)小黑點(diǎn)處,探頭發(fā)射測(cè)試信號(hào),對(duì)應(yīng)的天線單元接收信號(hào);用JBi表示第i個(gè)收發(fā)通道的接收數(shù)據(jù);
在發(fā)射外校時(shí),校正分機(jī)連接近場(chǎng)掃描探頭,測(cè)試探頭按照預(yù)先設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng);在每個(gè)小黑點(diǎn)處,對(duì)應(yīng)的天線單元發(fā)射測(cè)試信號(hào),探頭接收信號(hào),用FBi表示校正分機(jī)接收的第i個(gè)收發(fā)通道的發(fā)射數(shù)據(jù)。