专利名称：射频仿真系统校准接收装置及射频仿真系统校准接收方法
技术领域：
本发明是一种无线信号校准接收装置，尤其涉及一种在射频仿真系统中应用的校准接收装置，同时涉及一种应用该校准接收装置接收信号的方法。
背景技术：
射频仿真技术可以通过低成本的半实物仿真手段，采用被动、半主动、主动等多种方式对导弹运行过程中的追踪目标进行模拟；同时它还可以模拟自然环境中的各种杂波类型，以及干扰、多目标、闪烁等现象。这种模拟技术可以以较低的成本对导弹导引系统的性能做出全面的评估。校准系统是射频仿真系统的重要组成部分，它主要负责对射频仿真系统中的微波馈电网络和天线阵面上的辐射天线进行测量标定。校准系统中的核心装置为校准接收机。 其工作原理与雷达接收机的工作原理十分相似。在雷达接收机的发展过程中，曾出现过超再生式接收机、晶体视频接收机和调谐式接收机，然而自从超外差式接收机出现后，由于其灵敏度高和抗干扰能力强，使得几乎所有的雷达系统都采用了超外差式接收机。
发明内容
技术问题本发明要解决技术问题是提供一种用于射频仿真系统的校准接收装置，并涉及一种基于该校准接收装置的射频仿真系统的校准接收方法。技术方案为了解决上述的技术问题，本发明的射频仿真系统校准接收装置，包括至少两个信号接收通道，每个信号接收通道都由微波天线、微波开关、参考信号、混频器、中频放大器组成；其中，在第一信号接收通道中，第一组宽带接收天线即微波天线接收的信号和外界输入的第一参考信号同时经过第一微波数控开关输入第一混频器，经过第一混频器处理后经过第一窄带放大器处理转换为第一中频信号输出；在第二信号接收通道中，第二组宽带接收天线接收的信号和外界输入的第二参考信号同时经过第二微波数控开关输入第二混频器，经过第二混频器处理后经过第二窄带放大器处理转换为第二中频信号输出；外界本振输入信号经功率分配器分为两路信号，分别经过第一、第二隔离器输入第一、第二混频器； 所述的第一中频信号和第二中频信号再进入中频网络分析仪，由其测出两通道信号的相位差和幅度差。根据该相位差和幅度差即可进行射频仿真系统的校准工作。更进一步地，所述的宽带接收天线组中至少包括两个作为接收天线的喇叭天线， 即第一宽带接收天线组至少由第一喇叭天线和第二喇叭天线组成，第二宽带接收天线组至少由第三喇叭天线和第四喇叭天线组成。其中，第一、第三喇叭天线处于水平方向上，第二、 第四喇叭天线处于垂直方向上，四个喇叭天线分别处于菱形的四个端点上，且可根据信号不同的频段选用不同频段的天线和极化方式。
所述微波数控开关用来选择不同的天线和极化方式；所述混频器将射频信号下变频至中频信号；所述窄带高增益放大器的增益一般要求大于70db。
在射频仿真系统校准领域，校准接收装置的主要作用之一是测量仿真系统模拟目标的视在角位置，在雷达系统中测角的方法可分为振幅法和相位法两种。但是，振幅法测角系统较为复杂，且测角的精度远远低于相位法。另外在仿真系统实际使用中，阵面天线的方向图各不相同，而振幅法测角不仅依赖于接收机天线的方向图，还依赖于发射天线的方向图，导致无法使用振幅法测角，在应用上有较多限制。而本发明采用相位法测角，利用多个天线所接收的雷达信号之间的相位差进行测角。
设校准接收机的四个接收天线分别用A、B、C、D表示，分别处于一个菱形的四个端点上，这里取水平方向上的A，B天线来说明接收机的相位法测角原理，竖直方向上C、D天线也是采用这个原理来测角。不同的是A，B用来测量目标的方位角，C、D用来测量目标的俯仰角。设天线A和天线B的间距为d，基线的中心点为0点，在远场区方向上有一辐射源 (则到达接收校准接收机的目标反射波近似为平面波)，波束最大方向与天线A和B基线的法线偏角为α，则天线A距辐射源的距离&为
权利要求
1.一种射频仿真系统校准接收装置，其特征在于，包括至少两个信号接收通道，其中， 第一信号接收通道中，第一宽带接收天线组接收的信号和外界输入的第一参考信号同时经过第一微波数控开关输入第一混频器，经过第一混频器处理后经过第一窄带放大器处理转换为第一中频信号输出；第二信号接收通道中，第二宽带接收天线组接收的信号和外界输入的第二参考信号同时经过第二微波数控开关输入第二混频器，经过第二混频器处理后经过第二窄带放大器处理转换为第二中频信号输出；外界本振输入信号经功率分配器分为两路信号，分别经过第一、第二隔离器输入第一、第二混频器；所述的第一中频信号和第二中频信号再进入中频网络分析仪，由其测出两通道信号的相位差和幅度差。
2.如权利要求1所述的射频仿真系统校准接收装置，其特征在于，所述的第一、第二宽带接收天线组中至少包括两个天线。
3.如权利要求2所述的射频仿真系统校准接收装置，其特征在于，第一宽带接收天线组由第一接收天线和第二接收天线组成，第二宽带接收天线组由第三接收天线和第四接收天线组成，其中，第一接收天线和第二接收天线在水平方向上设置，第三接收天线和第四接收天线在竖直方向上放置，第一接收天线、第二接收天线组成、第三接收天线和第四接收天线分别处在菱形的四个端点上。
4.如权利要求2或3所述的射频仿真系统校准接收装置，其特征在于，所述的接收天线为用于接收阵面辐射射频信号的宽带接收天线。
5.一种基于权利要求1所述射频仿真系统校准接收装置的射频仿真系统校准方法，其特征在于，该方法包括下列步骤步骤一将天线阵面处的射频信号源产生的射频信号经功率分配器分配后，经由预埋的射频电缆接入校准接收机，作为校准参考信号；步骤二 采集得到至少一组宽带接收天线的信号与一组校准参考信号；步骤三分别将至少一组宽带接收天线的信号与一组参考信号输入网络分析仪进行测量，测量得到两路信号的幅度差和相位差；步骤四根据步骤三测量得到的幅度差和相位差，调节天线阵面背面的微波馈电网络， 使得天线阵面上的天线阵列辐射出来的信号幅度和相位一致，此为校准过程；步骤五采集得到至少两组宽带接收天线的信号；步骤六分别将至少两组宽带接收天线的信号输入网络分析仪进行测量，测量得到两路信号的幅度差和相位差；步骤七根据步骤六测量得到的相位差，对天线阵面上的模拟目标进行定位。
全文摘要
本发明公开了一种射频仿真系统校准接收装置，其包括至少两个信号接收通道，每个信号接收通道都由微波天线、微波开关、参考信号、混频器、中频放大器组成。同时公开了一种基于该射频仿真系统的校准接收方法，该方法先采集得到校准信号，然后再对宽带接收天线的信号进行分析，最终实现对目标的定位。本发明的装置和方法可应用于多频段射频仿真校准系统，不仅可用于厘米波仿真系统，也可以用于毫米波仿真系统，应用范围广泛；本发明具有高的灵敏度，大的动态范围以及很强的抗干扰能力；本发明所提出的方法简单易行，由于接收的信号直接送入网络分析仪进行测量，测量速度快，测量精度高。
文档编号G01S3/46GK102545935SQ20111040661
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者朱根才, 王志德, 臧春华 申请人:南京航空航天大学