一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法技术

本发明专利技术公开了一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法，该方法利用输入输出信号耦合电路收发通道，利用多路功分电路将多个收发通道耦合信号合并成一路。本发明专利技术实现有源相控阵的雷达每个收发通道在线单独校准，不需要返厂维修，兼有故障定位功能。

【技术实现步骤摘要】
一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法
本专利技术涉及雷达与测控领域，具体涉及一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法。
技术介绍
有源相控阵雷达在运行期间，诸多原因需要用到在线自校准方法：在长时间运行后，由于器件自身老化以及环境的影响，收发通道的初始参数与出厂时的状态发生偏差，如果还继续使用出厂的数据为参考，会导致雷达的性能下降，需要重新校准；运行期间如果个别收发通道损坏，也需要准确定位到是哪个通道损坏，才能进行快速维护。对于以上问题，通常是将雷达送回厂家进行重新检修，这样做周期长，费用高，且在此期间雷达不能使用。因此，针对相关技术中所存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
为解决上述现有技术所存在的问题，本专利技术提出了一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法，所述收发通道包括输入输出耦合电路和多路功分电路，该方法包括：所述输入输出耦合电路将收发通道输入输出的能量以预定比例耦合到校准通道中；所述多路功分电路将多个收发通道的耦合信号合并成一路，耦合到公共端，并使所述有源相控阵雷达的发射通道、接收通道形成一个闭合的回路。优选地，进一步包括：所述输入输出耦合电路通过微带电路以空间耦合的方式将收发通道端口的微波信号耦合到校准通道中。优选地，所述收发通道自校准包括对发射通道进行通道幅度自校准。优选地，所述发射通道由依次串联的带通滤波器、功率放大器、衰减器、振荡指示器组成，并且所述对发射通道进行通道幅度自校准包括：步骤1:在恒定温度T0下，由校准源产生系统校准连续波信号，频率为通道工作频带中的其中一点频率，相对恒定功率为P0，该校准连续波信号经过耦合器H1进入振荡指示器进行幅度检验，信号幅度检验后送到后级进行数据采样，经过对采样数据的处理得到振荡指示器输出的信号幅度为U1；采用振荡指示器的恒定温度特性指标作参考基准；步骤2:在上述温度下，功率为P0的校准信号经过耦合器H1的主路，再通过耦合器H2耦合到带通滤波器，再通过LNA、衰减器，进入振荡指示器进行幅度检验，信号幅度检验后送到后级进行数据采样，经过对采样数据的处理可以得到振荡指示器输出的信号幅度U2，此时得到U2-U1的差值，和通道增益为G；步骤3:当温度由T0变为T’0时，重复步骤1和2，分别得到相应的振荡指示器输出的信号幅度U’1，U’2和差值U’2-U’1，获得通道增益为G’；步骤4:，若U’2-U’1的值与U2-U1的值不相等，通过后级对采样数据的处理，系统监控送出一误差控制码，来调节衰减器的衰减量，使得U’2-U’1的值与U2-U1的值相等，实现通道幅度自校准。优选地，所述振荡指示器的传递函数为：Vout＝APin+V0其中:Vout为振荡指示器的输出幅度值，单位mV；A为振荡指示器的对数斜率，单位mV/dBm；Pin为输入信号功率，V0为失调电压，系统校准信号在步骤1和步骤2两种情况下通过不同路径输入到振荡指示器端口的信号幅度相等。本专利技术相比现有技术，具有以下优点：实现每个收发通道在线单独校准，不需要返厂维修，兼有故障定位功能。附图说明图1是根据本专利技术实施例的雷达收发通道的电路图。图2是根据本专利技术实施例的耦合电路的电路图。图3是根据本专利技术实施例的多路功分电路的电路图。图4是根据本专利技术实施例的发射通道的结构图。图5是根据本专利技术实施例的自校准方法的流程图。具体实施方式下文与图示本专利技术原理的附图一起提供对本专利技术一个或者多个实施例的详细描述。结合这样的实施例描述本专利技术，但是本专利技术不限于任何实施例。本专利技术的范围仅由权利要求书限定，并且本专利技术涵盖诸多替代、修改和等同物。在下文描述中阐述诸多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。出于示例的目的而提供这些细节，并且无这些具体细节中的一些或者所有细节也可以根据权利要求书实现本专利技术。本专利技术解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出了一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法，可以实现每个收发通道在线单独校准，校准数据具有实时性，同时能准确的定位到具体是哪个收发环路出现了故障。本专利技术的一方面提供了一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法。图1是根据本专利技术实施例的雷达收发通道的电路图。图5是根据本专利技术实施例的自校准方法的流程图。有源相控阵雷达的收发通道包括输入输出耦合电路和多路功分电路。其中所述输入输出耦合电路将收发通道输入输出的能量以预定比例耦合到校准通道中。所述多路功分电路将多个收发通道的耦合信号合并成一路，耦合到公共端，并使发射通道、接收通道形成一个闭合的回路。耦合电路通过微带电路以空间耦合的方式，将收发通道端口的微波信号耦合到校准通道中，避免了直接串联在收发通道电路中带来的信号损耗问题。电路的原理框图如图2所示。图4是根据本专利技术实施例的发射通道的结构图。根据本专利技术的进一步实施例，发射通道是由依次串联的带通滤波器、功率放大器、衰减器、振荡指示器组成。对发射通道而言，在外界温度变化的宽温环境下，功率放大器的增益及衰减器的插入损耗会因外界温度变化而变化，导致整个发射通道的增益不恒定，通过自校准，可使得整个通道的增益保持恒定。对发射通道进行通道幅度自校准可采用以下四个步骤。步骤1:在某一相对恒定的温度(T0)下，由校准源产生一系统校准连续波信号，频率为通道工作频带中的其中一点频率，相对恒定功率为P0，该信号经过耦合器H1进入振荡指示器进行幅度检验，信号幅度检验后送到后级进行数据采样，经过对采样数据的处理得到振荡指示器输出的信号幅度为U1。振荡指示器采用+60℃恒温处理，本专利技术使用其恒定的温度特性指标作参考基准来标定通道前级增益的变化。步骤2:在上述温度下，功率为P0的校准信号经过耦合器H1的主路，再通过耦合器H2耦合到带通滤波器，再通过LNA、衰减器，进入振荡指示器进行幅度检验，信号幅度检验后送到后级进行数据采样，经过对采样数据的处理可以得到振荡指示器输出的信号幅度U2，此时得到U2-U1的差值，将此差值设定为定值。此时通道增益为G。步骤3:外界环境温度在宽温-30～+60℃条件下，整个发射通道中LNA的增益及衰减器的插入损耗都会因外界温度变化而变化，此时，在某一温度(T’0)下，重复步骤1和2，得到U’1，U’2和U’2-U’1，此时通道增益为G’。步骤4:当温度由T0变为T’0时，整个发射通道增益将发生变化，从而U’2-U’1的值与U2-U1的值不相等。通过后级对采样数据的处理，系统监控送出一误差控制码，来调节衰减器的衰减量，使得U’2-U’1的值与U2-U1的值相等。这样就可以使得在外界环境温度变化的情况下整个发射通道增益仍保持恒定，即G’-G＝0。从而实现系统通道幅度自校准。通常，本专利技术将衰减器设置在衰减量适中的位置上，这样在发射通道增益校准时，就可以增大或减小衰减量以降低或提高整个通道的增益。由于校准信号的功率随外界温度的变化而变化，不是恒定值，因此，在校准过程中，可采取相消(即U2-U1)的方法，取在同一环境温度下，系统校准信号通过不同路径输入到振荡指示器，经过幅度检验后的两个幅度值之差，即相对值，而不取绝对幅度值来校准，用这种方法校准就使得在某一温度下通道校准时与校准信号的功率大小无关。由于校准信号为单点频率，因此在校准时，整个发射通道的频带特性无法校正，在此，本专利技术在选择通道中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法，所述收发通道包括输入输出耦合电路和多路功分电路，其特征在于，该方法包括：所述输入输出耦合电路将收发通道输入输出的能量以预定比例耦合到校准通道中；所述多路功分电路将多个收发通道的耦合信号合并成一路，耦合到公共端，并使所述有源相控阵雷达的发射通道、接收通道形成一个闭合的回路。

【技术特征摘要】
1.一种有源相控阵雷达的收发通道自校准方法，所述收发通道包括输入输出耦合电路和多路功分电路，其特征在于，该方法包括：所述输入输出耦合电路将收发通道输入输出的能量以预定比例耦合到校准通道中；所述多路功分电路将多个收发通道的耦合信号合并成一路，耦合到公共端，并使所述有源相控阵雷达的发射通道、接收通道形成一个闭合的回路；所述输入输出耦合电路通过微带电路以空间耦合的方式将收发通道端口的微波信号耦合到校准通道中；所述收发通道自校准包括对发射通道进行通道幅度自校准；所述发射通道由依次串联的带通滤波器、功率放大器、衰减器、振荡指示器组成，并且所述对发射通道进行通道幅度自校准包括：步骤1:在恒定温度T0下，由校准源产生系统校准连续波信号，频率为通道工作频带中的其中一点频率，相对恒定功率为P0，该校准连续波信号经过耦合器H1进入振荡指示器进行幅度检验，信号幅度检验后送到后级进行数据采样，经过对采样数据的处理得到振荡指示器输出的信号幅度为U1；采用振荡指示器的恒定温度特性指标作参考基准；步骤2:在上述温度下，功率为P...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海清，刘宇波，
申请(专利权)人：成都金本华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51