一种线性阵列快速校准设备制造技术

本申请提供了一种线性阵列快速校准设备，包括电校准组件，电校准组件包括：辐射源，用于辐射射频信号；与辐射源连接的分配器，用于将辐射源辐射的射频信号分成两路射频信号；与分配器的一个输出端连接的第一衰减调节器；与分配器的另一个输出端连接的第二衰减调节器；与第一衰减调节器连接的接收天线；以及基带信号处理器，基带信号处理器的一个输入端与第二衰减调节器连接，另一个输入端与接收天线连接。减小了测量之前阵列信号传输的系统误差，使得输出的参考信号与测量信号的幅相差是由于阵面上各个位置上天线辐射传输信号的幅相特性不均匀造成的，实现了测量以及基于测量结果的校准精度的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种线性阵列快速校准设备
本技术涉及线性阵列技术，特别涉及一种线性阵列快速校准设备。
技术介绍
阵列信号处理是信号处理领域的一个重要分支，在近30年来得到迅速发展，其应用涉及雷达、通信、声呐、地震、勘测、射电天文以及生物医学功能等众多军事及国民经济领域，而天线阵列校准又是阵列信号处理中一个不可或缺的环节。阵列信号处理中经常会产生系统误差，使得对自适应波束形成技术和超分辨参数估计算法的性能有影响。因此近些年有关对阵列天线的接收系统的误差分析、误差校正算法以及对阵列信号处理中相关技术的影响分析等研究十分活跃。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供一种线性阵列快速校准设备，包括电校准组件，其特征在于，所述电校准组件包括：辐射源，用于辐射射频信号；与所述辐射源连接的分配器，用于将所述辐射源辐射的射频信号分成两路射频信号；与所述分配器的一个输出端连接的第一衰减调节器；与所述分配器的另一个输出端连接的第二衰减调节器；与所述第一衰减调节器连接的接收天线；以及基带信号处理器，所述基带信号处理器的一个输入端与所述第二衰减调节器连接，另一个输入端与所述接收天线连接。该种结构设计，分配器将信号分成两路，使形成两条射频链路，一路是依次经第一衰减调节器、接收天线至基带信号处理器的测量信号，另一路是依次经第二衰减调节器至基带信号处理器的参考信号，由于测量信号至接收天线的电气长度不同，而参考信号由第二衰减调节器直接输出至基带信号处理器中，其幅相是固定的，因此，就可以相对比较测出阵面上各个位置上天线辐射传输信号的幅相特性不均匀值，由此可以制成一个补偿幅度和相位的表格，第一衰减器与第二衰减器分别对测量信号以及参考信号的初始幅相值进行调整，使得两者的初始幅相值的差值趋于零。在本技术的一些实施方式中，所述第一衰减调节器以及第二衰减调节器的位置紧随所述分配器，以使所述射频信号经由分配器后，仅分别传输至所述第一衰减调节器和所述第二衰减调节器。这样，第一衰减调节器和第二衰减调节器能够对测量之前的阵列信号的幅相值进行调整，减小了测量之前阵列信号传输的系统误差，使得输出的参考信号与测量信号的幅相差是由于阵面上各个位置上天线辐射传输信号的幅相特性不均匀造成的，实现了测量精度的提高。在本技术的一些实施方式中，所述基带信号处理器包括一ADC子卡，其与所述第二衰减调节器连接；与所述ADC子卡连接的信号处理载板；与所述信号处理载板连接的一DAC子卡。ADC子卡将模拟信号转化为数字信号，并传输至信号处理载板，信号处理载板实现对接收的数字信号进行采集处理、幅相校准和信号调制，并传输至DAC子卡，使DAC子卡进行数字-模拟信号转化。针对电校准组件的具体结构，在本技术的一些实施方式中，所述电校准组件还包括微波链路单元，所述微波链路单元的输入端与所述接收天线连接，其输出端与所述基带信号处理器连接。对自接收天线传输至基带信号处理器的信号进行下变频处理，使得降低信号的载波频率从而得到基带信号，使得基带信号处理器能够接收经过微波链路单元处理的信号，并进行处理。在本技术的一些实施方式中，所述电校准组件还包括显示控制单元，所述显示控制单元的输入端与所述基带信号处理器连接，其输出端与所述接收天线连接。显示控制单元提供基于系统校准和目标等参数的下发和状态结果显示的UI页面，使得能够进行FFT变换，计算频谱，显示控制单元对输入基带信号处理器的两路信号同步采样，使得提取与基带信号处理器中信号对应的第m个频谱，进行计算得到幅度初相，差值为幅相差，针对幅相差，实现对接收天线进行反馈校准调节。在本技术的一些实施方式中，所述校准设备还包括光校准组件，用于调整目标阵列球面上安装的各个天线单元，以对阵列信号的系统误差进行物理校准。在本技术的一些实施方式中，所述光校准组件包括三轴转台；通过夹具安装在所述三轴转台上的激光测距仪，用于测量待测天线到三轴转台中心的距离；安装在所述三轴转台上的图像采集器，用于获取天线的光学图像并转换为电子图像；与所述图像采集器以及所述三轴转台连接的转台控制器。为了对安装的天线进行精准定位，在本技术的一些实施方式中，所述激光测距仪的激光光轴与所述三轴转台内框的轴线重合。这样，使得激光所指的位置即三轴转台轴心正对的位置。在本技术的一些实施方式中，所述转台控制器包括主控计算单元所述主控计算单元与所述图像采集器连接，使获取电子图像并显示。在本技术的一些实施方式中，所述转台控制器还包括转台控制单元，所述转台控制单元与所述三轴转台连接，以调整所述三轴转台的转向定位。本技术提供的校准设备的第一衰减调节器和第二衰减调节器分别与分配器连接，使得对分配器分出的两个信号进行调节，实现调整至输出的两个信号的幅相值趋于相同的状态，减小了测量之前阵列信号传输的系统误差，使得输出的参考信号与测量信号的幅相差是由于阵面上各个位置上天线辐射传输信号的幅相特性不均匀造成的，实现了测量以及基于测量结果的校准精度的提高。附图说明图1为本技术一实施方式的光校准组件的组成框图；图2为本技术一实施方式的光校准组件的旋转误差示意图；图3为本技术一实施方式的光校准组件的方位倾斜误差示意图；图4为本技术一实施方式的电校准组件部分工作流程框图；图5为本技术一实施方式的电校准组件基本组成工作原理方框图；图6为本技术一实施方式的电校准组件部分方框原理图；图7为本技术一实施方式的电校准组件中信号处理示意图；图8为本技术一实施方式的电校准组件中基于傅立叶变换的幅相差测量原理框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如图1所示，本技术的线性阵列快速校准设备的光校准组件包括三轴转台、激光测距仪、图像采集器以及转台控制器。激光测距仪用于测量天线到三轴转台中心的距离，图像采集系统用于获取天线的光学图像并转换为电子图像，转台控制器用于控制转台的转向定位。该组件使得各天线面几何中心安装位置和间距符合设计精度要求，从而降低各天线单元辐射界面的各路辐射信号的幅－相特性间的差异，便于电特性的精细调整。为了对安装的天线进行精确定位，将激光测距仪利用激光测距仪定制夹具准确地安装于三轴转台的三轴中心上，使得激光的光轴与转台内框的轴线重合，这样激光所指位置即为转台轴心正对的位置。将转台指向天线A的理论安装角度位置(α，β)，如果安转准确，激光点将落在被校准天线的天线罩圆心点位置。如果光点不落在圆心点点位置，调节水平及垂直平移，直到光点与圆心点重合。除去转台定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性阵列快速校准设备，包括电校准组件，其特征在于，所述电校准组件包括：/n辐射源，用于辐射射频信号；/n与所述辐射源连接的分配器，用于将所述辐射源辐射的射频信号分成两路射频信号；/n与所述分配器的一个输出端连接的第一衰减调节器；/n与所述分配器的另一个输出端连接的第二衰减调节器；/n与所述第一衰减调节器连接的接收天线；以及/n基带信号处理器，所述基带信号处理器的一个输入端与所述第二衰减调节器连接，另一个输入端与所述接收天线连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种线性阵列快速校准设备，包括电校准组件，其特征在于，所述电校准组件包括：
辐射源，用于辐射射频信号；
与所述辐射源连接的分配器，用于将所述辐射源辐射的射频信号分成两路射频信号；
与所述分配器的一个输出端连接的第一衰减调节器；
与所述分配器的另一个输出端连接的第二衰减调节器；
与所述第一衰减调节器连接的接收天线；以及
基带信号处理器，所述基带信号处理器的一个输入端与所述第二衰减调节器连接，另一个输入端与所述接收天线连接。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一衰减调节器以及第二衰减调节器的位置紧随所述分配器，以使所述射频信号经由分配器后，仅分别传输至所述第一衰减调节器和所述第二衰减调节器。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述基带信号处理器包括:
一ADC子卡，其与所述第二衰减调节器连接；
与所述ADC子卡连接的信号处理载板；
与所述信号处理载板连接的一DAC子卡。


4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电校准组件还包括微波链路单元，所述微波链路单元的输入端与所述接收天线连接，其输出端与所述基带信号处理器连接。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱骏，孙铭啸，孙亚光，王杰，
申请(专利权)人：华清瑞达天津科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12