一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统及方法,包括计算机设备、空间位置测量组件、校准天线组件、被测相控阵天线和数字信号处理平台；所述数字信号处理平台分别与校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备连接，计算机设备还与空间位置测量组件连接；所述计算机设备，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，同时将空间位置测量组件的测量结果传输给数字信号处理平台，并对数字信号处理平台的校准工作进行控制；数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，完成被测相控阵天线的标校。本发明专利技术实现了全向目标模拟和对全空域相控阵的高效标校，有利于保证天线的工作性能。

An Analog Surface Calibration System and Method for All-Space Phased Array Antenna

The invention discloses an analog surface calibration system and method for all-space phased array antenna, including computer equipment, space position measurement component, calibration antenna component, measured phased array antenna and digital signal processing platform; the digital signal processing platform is respectively connected with calibration antenna component, measured phased array antenna and computer equipment, and computer equipment is also connected with space position. The computer equipment is used to control the relative position relationship between the calibration antenna component and the measured phased array antenna to form an ideal electrical surface, realize omnidirectional target simulation, transmit the measurement results of the space position measurement component to the digital signal processing platform, and control the calibration work of the digital signal processing platform; and the digital signal processing platform is used for the calibration of the digital signal processing platform. According to the signal control instructions of the computer equipment, the calibration of the phased array antenna under test is completed. The invention realizes omnidirectional target simulation and high-efficiency calibration of all-space phased array, and is beneficial to ensuring the working performance of the antenna.

【技术实现步骤摘要】
一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统及方法
本专利技术涉及天线校准，特别是涉及一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统进行天线校准的方法。
技术介绍
目前，在移动通信基站、探测站、卫星通信等无线电设备中，相控阵天线应用越来越广泛。相控阵天线的波束形成、波束控制、搜索捕获的精度取决于天线阵元的初始相位精度和移相精度，采用数字波束形成的相控阵天线具有极高的移相精度，所以天线面阵元初始相位精度标校就成为该天线工作性能的决定性因素。影响天线面阵元相位的因素主要有两个方面：一是阵面结构及阵元安装误差引入的阵元空间位置误差；二是天线阵元及TR组件性能不一致引起的各阵元发射接收信号的相位变化；这两种误差都会引起通道的不一致性。因此，相控阵天线经过标校，才能有效指向、跟踪目标，建立无线电链路；就目前而言一维相控阵天线、二维平面相控阵天线都有成熟的标校方法，但对于三维全空域相控阵天线，如用类似一维和二维的校准方法，会存在工作量大、可行性差、误差大的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统进行天线校准的方法，通过控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，进而对全空域相控阵天线通道一致性、天线指向性能进行高效标校，有利于保证天线的工作性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，包括计算机设备、空间位置测量组件、校准天线组件、被测相控阵天线和数字信号处理平台；所述数字信号处理平台分别与校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备连接，所述计算机设备还与空间位置测量组件连接；所述计算机设备，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，同时将空间位置测量组件的测量结果传输给数字信号处理平台，并对数字信号处理平台的校准工作进行控制；所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位和收发通道进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；并接收来自校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备的信息完成被测相控阵天线的标校。进一步地，所述计算机设备包括：电曲面控制单元，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系模拟理想电曲面；测量控制单元，用于控制空间测量组件测量校准天线组件和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；指令生成单元，用于生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台。进一步地，所述数字信号处理平台包括：信号控制模块，用于接收计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；收发通道控制模块，用于接收计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；幅相测量模块，用于接收来自校准天线组件和被测相控阵天线的信息，完成校准天线组件和被测相控阵天线的幅相测量；标校模块，用于结合校准天线组件的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被测相控阵天线进行标校。进一步地，所述空间位置测量组件包括光学仪器，所述光学仪器的数据控制端口与计算机设备连接；所述校准天线组件包括一根或多根校准天线。一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统进行天线校准的方法，包括以下步骤：S1.计算机设备控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟；S2.计算机设备向控制空间测量组件测量校准天线组件和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；并生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台；S3.数字信号处理平台根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位和收发通道进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；并接收来自校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备的信息完成被测相控阵天线的标校。所述步骤S1中计算机设备控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟的方式包括但不限于如下四种：第一，将校准天线安装于弧形同轴标校杆上，计算机设备控制弧形同轴标校杆旋转近似形成理想电曲面，实现全向目标模拟；第二，将被测相控阵天线安装于三维云台上，一个或多个校准天线安装于符合远场条件的固定位置，计算机设备通过三维云台控制被测相控阵天线旋转近似形成理想电曲面，实现全向目标模拟；第三，利用不同高度的标校杆，在不同方位、俯仰角安装位置、角度、距离精确标定的校准天线，近似形成理想电曲面，实现全向目标模拟；第四，将校准天线安装在带有机载校准设备的飞行器上，控制飞行器围绕被测天线飞行，实现在不同方位、俯仰角的位置、角度、距离精确标定，近似形成理想电曲面，实现全向目标模拟。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，进而对全空域相控阵天线通道一致性、天线指向性能、进行高效标校，有利于保证天线的工作性能。附图说明图1为本专利技术的系统原理框图；图2为本专利技术的方法流程图；图3为第一个实施例中校准系统的架构示意图；图4为第二个实施例中校准系统的架构示意图；图5为第三个实施例中校准系统的架构示意图；图6为第四个实施例中校准系统的架构示意图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，包括计算机设备、空间位置测量组件、校准天线组件、被测相控阵天线和数字信号处理平台；所述数字信号处理平台分别与校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备连接，所述计算机设备还与空间位置测量组件连接；所述计算机设备，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，同时将空间位置测量组件的测量结果传输给数字信号处理平台，并对数字信号处理平台的校准工作进行控制；所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位和收发通道进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；并接收来自校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备的信息完成被测相控阵天线的标校。其中，所述计算机设备包括：电曲面控制单元，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系模拟理想电曲面；测量控制单元，用于控制空间测量组件测量校准天线组件和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；指令生成单元，用于生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台。所述数字信号处理平台包括：信号控制模块，用于接收计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；收发通道控制模块，用于接收计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；幅相测量模块，用于接收来自校准天线组件和被测相控阵天线的信息，完成校准天线组件和被测相控阵天线的幅相测量；标校模块，用于结合校准天线组件的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，其特征在于：包括计算机设备、空间位置测量组件、校准天线组件、被测相控阵天线和数字信号处理平台；所述数字信号处理平台分别与校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备连接，所述计算机设备还与空间位置测量组件连接；所述计算机设备，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，同时将空间位置测量组件的测量结果传输给数字信号处理平台，并对数字信号处理平台的校准工作进行控制；所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位和收发通道进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；并接收来自校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备的信息完成被测相控阵天线的标校。

【技术特征摘要】
1.一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，其特征在于：包括计算机设备、空间位置测量组件、校准天线组件、被测相控阵天线和数字信号处理平台；所述数字信号处理平台分别与校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备连接，所述计算机设备还与空间位置测量组件连接；所述计算机设备，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系形成理想电曲面，实现全向目标模拟，同时将空间位置测量组件的测量结果传输给数字信号处理平台，并对数字信号处理平台的校准工作进行控制；所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位和收发通道进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；并接收来自校准天线组件、被测相控阵天线和计算机设备的信息完成被测相控阵天线的标校。2.根据权利要求1所述的一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，其特征在于：所述计算机设备包括：电曲面控制单元，用于控制校准天线组件与被测相控阵天线的相对位置关系模拟理想电曲面；测量控制单元，用于控制空间测量组件测量校准天线组件和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；指令生成单元，用于生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台。3.根据权利要求1所述的一种全空域相控阵天线的模拟曲面校准系统，其特征在于：所述数字信号处理平台包括：信号控制模块，用于接收计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；收发通道控制模块，用于接收计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；幅相测量模块，用于接收来自校准天线组件和被测相控阵天线的信息，完成校准天线组件和被测相控阵天线的幅相测量；标校模块，用于结合校准天线组件的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被测相控阵天线进行标校。4.根据权利要求1所述的一种全空域相控阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾新德，
申请(专利权)人：鹰视云深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44