毫米波阵列天线径向距离校准方法技术

本发明专利技术提供了一种毫米波阵列天线径向距离校准方法，包括以下步骤：步骤一，将毫米波天线调节装置通过机械接口与待校准毫米波天线、基准毫米波天线相连接，形成毫米波天线组合件；步骤二，将毫米波天线组合件通过托架安装在天线阵面上，其中，基准毫米波天线组合件安装在阵面中心位置，其毫米波天线调节装置的径向调节旋钮进行前后方向旋转，使天线径向位置处于可调范围的中间处。本发明专利技术在毫米波天线径向调节的同时实时进行与基准信号的比相测试，实现阵面上所有毫米波天线的径向距离校准，并通过二个毫米波频率点上的测试、比相处理，确保了毫米波阵列天线径向校准位置的唯一性。

Calibration method for radial distance of millimeter wave array antenna

The invention provides a radial distance calibration method for millimeter wave array antenna, which includes the following steps: Step 1, the millimeter wave antenna adjustment device is connected to a millimeter wave antenna and a baseline millimeter wave antenna through a mechanical interface, and a millimeter wave antenna assemblage is formed; step two, the millimeter wave antenna assemblage is passed through the support of a millimeter wave antenna assembly. The frame is mounted on the antenna array, in which the reference millimeter wave antenna assembly is installed at the center of the array, and the radial adjustment knob of the millimeter wave antenna adjustment device rotates in the direction of the front and the back, so that the radial position of the antenna is in the middle of the adjustable range. In order to realize the radial distance calibration of all millimeter wave antennas on the array surface, the radial distance of all millimeter wave antennas on the array is calibrated, and the uniqueness of the radial alignment position of the millimeter wave array antenna is ensured by the measurement of the two millimeter wave frequency points.

【技术实现步骤摘要】
毫米波阵列天线径向距离校准方法
本专利技术涉及阵列式毫米波目标系统
，具体地，涉及一种毫米波阵列天线径向距离校准方法。
技术介绍
根据阵列式毫米波目标系统工作原理，每个毫米波阵列天线的辐射指向都必须对准阵面球心，且到达球心的距离误差控制在要求范围内，如1mm内。天线径向距离校准的目的就是使所有布设在同一个球面上的毫米波天线指向球心，辐射口面到球心的距离误差控制在1mm以内。以往厘米波天线径向距离校准采用比相原理，利用厘米波校准系统和天线径向距离调节装置，通过被测天线与基准天线进行比相测试方法实现阵列天线径向距离校准。但由于此方法采用单频点测试，对径向距离调节范围有限定，即不能超过一个波长，否则会出现同相位点位置不唯一的情况。受阵面加工精度的影响，毫米波阵列天线在阵面上的初始安装位置存在较大的径向误差，一般达到几十个mm。以毫米波天线波长为10mm，天线径向距离调节范围为30mm为例，那么整个距离调整范围内最多会出现三个周期的毫米波，即相同相位点最多会出现3次，因此采用单频率进行校准的方法显然不可行。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种毫米波阵列天线径向距离校准方法，其基于毫米波比相原理，利用毫米波目标校准系统和毫米波天线径向距离调节装置，采用毫米波双频点测试方法实现毫米波阵列天线径向距离校准。根据本专利技术的一个方面，提供一种毫米波阵列天线径向距离校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将毫米波天线调节装置通过机械接口与待校准毫米波天线、基准毫米波天线相连接，形成毫米波天线组合件；步骤二，将毫米波天线组合件通过托架安装在天线阵面上，其中，基准毫米波天线组合件安装在阵面中心位置，其毫米波天线调节装置的径向调节旋钮进行前后方向旋转，使天线径向位置处于可调范围的中间处；步骤三，将毫米波信号源输出通过毫米波电缆链接到基准毫米波天线的信号输入口，同时引出一路到毫米波信号接收装置；步骤四，将毫米波接收装置安装在三轴转台上；步骤五，连接毫米波信号接收装置与中频信号测量系统之间的中频信号电缆和控制电缆，以及中频信号测量系统与校准计算机之间的控制电缆；步骤六，设置毫米波信号源的输出信号的频率和幅值；频率先设为第一个测试频率点，信号幅值的设置以中频信号测量系统测得的中频信号幅值处于线性工作范围为原则；步骤七，启动校准计算机软件，控制三轴转台姿态角位置，使接收装置上的毫米波接收天线对准阵面上的基准毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第一相位差；步骤八，将毫米波信号源输出信号频率设置为第二个测试频率点；步骤九，重复步骤七，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集输出基准毫米波天线与基准信号之间的第二相位差；步骤十，将毫米波信号源输出电缆连到被测毫米波天线的输入口，控制三轴转台使接收装置上的毫米波接收天线对准被测毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第三相位差，调整被测毫米波天线的调节装置，使第三相位差接近第二相位差；步骤十一，将毫米波信号源输出信号频率设置为第一个测试频率点，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第四相位差，检查第四相位差与第一相位差之间的相位差是否满足精度要求；若是，说明被测毫米波天线径向距离完成校准，若不是，则重新调整被测毫米波天线调节装置，并通过两个频率切换及调整装置方向的变换，使第四相位差与第一相位差之间的相位差以及第三相位差与第二相位差之间的相位差满足精度要求。优选地，所述毫米波接收装置由毫米波接收天线、毫米波放大器、混频器、毫米波开关组成，用于实现接收待校准的毫米波阵列天线辐射的毫米波信号，并将信号放大、混频成中频信号后输出到中频信号测量系统。优选地，所述校准计算机通过控制电缆与所述中频信号测量系统相连接，通过所述校准计算机软件实现所述三轴转台的角位置控制，采集并显示所接收到的毫米波信号的相位数据。优选地，所述毫米波信号接收装置通过三轴转台俯仰、偏航方向的转台使毫米波接收天线指向被测毫米波阵列天线。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术是以基准毫米波天线径向距离为基准，选择两个毫米波频点进行被测天线的相位测量，通过同一位置上两个频点的测量结果比对，判别该位置点是否是唯一的正确位置，从而彻底解决调节装置调节范围大所带来的多个距离位置上出现同一相位值的问题。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为毫米波天线在阵面上的安装示意图。图2为毫米波天线径向距离精确校准系统原理框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术毫米波阵列天线径向距离校准方法包括以下步骤：步骤一，将毫米波天线调节装置1通过机械接口与待校准毫米波天线2、基准毫米波天线3相连接，形成毫米波天线组合件，如图1所示；步骤二，将毫米波天线组合件通过托架安装在天线阵面上，如图2所。其中，基准毫米波天线组合件安装在阵面中心位置，其毫米波天线调节装置的径向调节旋钮进行前后方向旋转，使天线径向位置处于可调范围的中间处；步骤三，将毫米波信号源输出通过毫米波电缆链接到基准毫米波天线的信号输入口，同时引出一路到毫米波信号接收装置；步骤四，将毫米波接收装置4安装在三轴转台5上。该毫米波接收装置由毫米波接收天线、毫米波放大器、混频器、毫米波开关等组成，用于实现接收待校准的毫米波阵列天线辐射的毫米波信号，并将信号放大、混频成中频信号后输出到中频信号测量系统；步骤五，连接毫米波信号接收装置与中频信号测量系统之间的中频信号电缆和控制电缆，以及中频信号测量系统与校准计算机之间的控制电缆；步骤六，设置毫米波信号源的输出信号的频率和幅值。频率先设为第一个测试频率点f1，如30GHz，信号幅值的设置以中频信号测量系统测得的中频信号幅值处于线性工作范围为原则；步骤七，启动校准计算机软件，控制三轴转台姿态角位置，使接收装置上的毫米波接收天线对准阵面上的基准毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第一相位差Φ01；步骤八，将毫米波信号源输出信号频率设置为第二个测试频率点f2，如35GHz；步骤九，重复步骤七，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集输出基准毫米波天线与基准信号之间的第二相位差Φ02；步骤十，将毫米波信号源输出电缆连到被测毫米波天线的输入口，控制三轴转台使接收装置上的毫米波接收天线对准被测毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第三相位差Φ12，调整被测毫米波天线的调节装置，使第三相位差Φ12接近第二相位差Φ02；步骤十一，将毫米波信号源输出信号频率设置为第一个测试频率点f1，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第四相位差Φ11，检查第四相位差Φ11与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种毫米波阵列天线径向距离校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将毫米波天线调节装置通过机械接口与待校准毫米波天线、基准毫米波天线相连接，形成毫米波天线组合件；步骤二，将毫米波天线组合件通过托架安装在天线阵面上，其中，基准毫米波天线组合件安装在阵面中心位置，其毫米波天线调节装置的径向调节旋钮进行前后方向旋转，使天线径向位置处于可调范围的中间处；步骤三，将毫米波信号源输出通过毫米波电缆链接到基准毫米波天线的信号输入口，同时引出一路到毫米波信号接收装置；步骤四，将毫米波接收装置安装在三轴转台上；步骤五，连接毫米波信号接收装置与中频信号测量系统之间的中频信号电缆和控制电缆，以及中频信号测量系统与校准计算机之间的控制电缆；步骤六，设置毫米波信号源的输出信号的频率和幅值；频率先设为第一个测试频率点，信号幅值的设置以中频信号测量系统测得的中频信号幅值处于线性工作范围为原则；步骤七，启动校准计算机软件，控制三轴转台姿态角位置，使接收装置上的毫米波接收天线对准阵面上的基准毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第一相位差；步骤八，将毫米波信号源输出信号频率设置为第二个测试频率点；步骤九，重复步骤七，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集输出基准毫米波天线与基准信号之间的第二相位差；步骤十，将毫米波信号源输出电缆连到被测毫米波天线的输入口，控制三轴转台使接收装置上的毫米波接收天线对准被测毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第三相位差，调整被测毫米波天线的调节装置，使第三相位差接近第二相位差；步骤十一，将毫米波信号源输出信号频率设置为第一个测试频率点，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第四相位差，检查第四相位差与第一相位差之间的相位差是否满足精度要求；若是，说明被测毫米波天线径向距离完成校准，若不是，则重新调整被测毫米波天线调节装置，并通过两个频率切换及调整装置方向的变换，使第四相位差与第一相位差之间的相位差以及第三相位差与第二相位差之间的相位差满足精度要求。...

【技术特征摘要】
1.一种毫米波阵列天线径向距离校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将毫米波天线调节装置通过机械接口与待校准毫米波天线、基准毫米波天线相连接，形成毫米波天线组合件；步骤二，将毫米波天线组合件通过托架安装在天线阵面上，其中，基准毫米波天线组合件安装在阵面中心位置，其毫米波天线调节装置的径向调节旋钮进行前后方向旋转，使天线径向位置处于可调范围的中间处；步骤三，将毫米波信号源输出通过毫米波电缆链接到基准毫米波天线的信号输入口，同时引出一路到毫米波信号接收装置；步骤四，将毫米波接收装置安装在三轴转台上；步骤五，连接毫米波信号接收装置与中频信号测量系统之间的中频信号电缆和控制电缆，以及中频信号测量系统与校准计算机之间的控制电缆；步骤六，设置毫米波信号源的输出信号的频率和幅值；频率先设为第一个测试频率点，信号幅值的设置以中频信号测量系统测得的中频信号幅值处于线性工作范围为原则；步骤七，启动校准计算机软件，控制三轴转台姿态角位置，使接收装置上的毫米波接收天线对准阵面上的基准毫米波天线，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集基准毫米波天线与基准信号之间的第一相位差；步骤八，将毫米波信号源输出信号频率设置为第二个测试频率点；步骤九，重复步骤七，通过接收装置、中频信号测量系统及校准计算机采集输出基准毫米波天线与基准信号之间的第二相位差；步骤十，将毫米波信号源输出电缆连到被测毫米波天线的输入口，控制三轴转台使接收装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：史明，张宇，刘晓娟，柳超杰，郝恩义，赵娜，杨莉莉，刘平，
申请(专利权)人：上海机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31