一种基于正交编码波形的相控阵发射校准方法与流程

本发明涉及一种校准方法，主要针对全数字有源相控阵雷达多个发射通道的同时校准。

背景技术：

天线的校准对工程化固态有源相控阵来说非常重要，可用于定期检查有源天线、t/r组件工作状态，对有源天线性能进行评估。监测的目的是测量有源器件并与预想结果比较，以判断有源通道的好坏；校准的目的是通过闭环控制使测试结果不断逼近天线的设计初衷。

目前全数字有源相控阵多个接收通道的校准主要通过外辐射源在远场条件下发射平行波，由所有的接收通道同时接收平行波，经低噪声放大、变频、ad采样、数字处理得到所有通道的幅相值，并以其中任意通道为基准，实现其他通道的幅相校准。

全数字有源相控阵在发射状态下，所有通道的发射信号将在空间中合成，处于远场条件下的接收天线无法从接收到的回波信号中分离出各通道的信号，故远场条件下校准全数字有源相控阵只能采取单通道校准的方式，即通过控制构成全数字有源相控阵的所有组件的工作状态，测试每一路发射通道的幅相状态，再以其中任意通道为基准，最终实现整个阵面发射通道的校准。此种发射校准方式造成了极大的时间资源和处理资源的浪费，亟需新的发射校准方式来改进。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于正交编码波形的相控阵发射校准方法，主要针对全数字有源相控阵雷达多个发射通道的同时校准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)搭建标校塔，并在其上放置辅助天线和信号收发系统，待测相控阵天线与辅助天线的位置满足天线的远场辐射条件，且待测相控阵天线与辅助天线工作在同一频段；

(2)利用正交编码产生n个相互正交的发射波形，分别通过待测相控阵天线对应的n个通道发射；所有通道的正交编码波形具有图钉形的模糊函数；

(3)各通道发射信号经放大后在空间中合成发射波束；

(4)辅助天线接收到发射信号，传输至信号收发系统，利用相应的正交编码进行n次并行解扩处理，形成了n组回波信号，并对n组回波信号同时进行ad采样，同时得到所有通道的幅相参数；

(5)依据得到的所有通道幅相值参数，实现最终的阵面发射校准。

所述的步骤(5)中，假定第(i，k)个阵元的接收/发射信号为其中，δaik、δφik分别为第(i，k)个阵元的幅相不一致性参数；为修正幅相不一致性参数，应与对应的校正系数相乘，第i个校正通道测试采样信号为zi＝ii+jqi，校正系统

本发明的有益效果是：通过采用发射若干组相互正交的正交编码波形，实现对全数字有源相控阵天线所有发射通道的同时校准，简化了校准流程，缩短了系统校准的时间。

附图说明

图1是本发明的系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

参见图1，本发明的实施例涉及的系统包括待测相控阵天线及与其相连的发射信号控制系统、根据相控阵天线位置搭建的具有远场条件的标校塔及其上面放置的辅助天线、信号收发系统。其中，相控阵天线与标校塔及其上面放置的辅助天线放置位置需满足天线的远场辐射条件，且上述两种天线需工作在同一频段；发射信号控制系统为相控阵雷达自带的，功能为接收外部控制信号对相控阵天线的发射信号进行实时控制；信号收发系统主要功能包括：为相控阵雷达的发射信号控制系统提供控制信号、接收时将辅助天线接收到的微波信号转换为各通道的幅相值，并依据此幅相值实现最终的阵面发射校准。

本发明的实施例包括以下步骤：

发射信号控制系统控制发射全数字有源相控阵天线的n个通道利用正交编码产生n个相互正交的发射波形(发射信号经互相正交的n组正交编码扩频处理，所有通道的正交编码波形具有图钉形的模糊函数)；

各通道发射信号经放大后在空间中合成发射波束；

辅助天线接收到全数字有源相控阵天线的发射信号，传输至信号收发系统，信号收发系统对回波信号利用相应的正交编码进行n次并行进行的解扩处理，形成了n组回波信号，并对n组回波信号同时进行ad采样和预处理，最终同时得到所有通道的幅相参数

依据得到的所有通道幅相值参数，实现最终的阵面发射校准。

假定第(i，k)个阵元的接收/发射信号为其中，δaik、δφik分别为第(i，k)个阵元的幅相不一致性参数；为修正幅相不一致性参数，应与对应的校正系数相乘，第i个校正通道测试采样信号为zi＝ii+jqi，校正系统

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种基于正交编码波形的相控阵发射校准方法，搭建标校塔，并在其上放置辅助天线和信号收发系统，利用正交编码产生N个相互正交的发射波形，各通道发射信号经放大后在空间中合成发射波束，辅助天线接收到发射信号，传输至信号收发系统，依据得到的所有通道幅相值参数，实现最终的阵面发射校准。本发明通过采用发射若干组相互正交的正交编码波形，实现对全数字有源相控阵天线所有发射通道的同时校准，简化了校准流程，缩短了系统校准的时间。

技术研发人员：季帅;王敬东;关炀;王轶
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十研究所
技术研发日：2018.12.24
技术公布日：2019.04.26