相控阵天线校准系统及校准方法技术方案

本发明专利技术公开了一种相控阵天线校准系统及校准方法，其中，校准系统包括：天线阵列，天线阵列包括至少两个测量天线和隔离材料，用于对待校准的相控阵天线进行预设距离内的近场校准测量；微波暗室，天线阵列与相控阵天线均设置在微波暗室内；仪表，仪表连接天线阵列和相控阵天线，以配合天线阵列对相控阵天线进行校准测量。根据本发明专利技术实施例的校准系统，通过电切换式对相控阵天线校准进行校准，有效提高校准效率，并且提高校准精度，有效满足校准需求，简单易实现。

Calibration system and calibration method of phased array antenna

【技术实现步骤摘要】
相控阵天线校准系统及校准方法
本专利技术涉及无线设备性能测试
，特别涉及一种相控阵天线校准系统及校准方法。
技术介绍
相控阵天线可以通过控制阵列天线中天线单元的馈电幅度、相位来改变整个阵列天线的方向图形状，即所谓的波束赋形技术，以达到波束扫描的目的。在相控阵技术应用之前，波束扫描通常通过机械转动实现，这种转动往往存在时延长、范围窄、精度低等缺点。相控阵天线采用数字移相器实现天线波束的高速电控扫描，速度快、精度高，广泛应用于车载、舰载、卫星等通信雷达、毫米波基站等等。相控阵天线具有至少两个天线单元，每一个天线单元都对应一个射频通路。一个典型的相控阵天线可以用图1表示，其中包含阵列天线，T/R(TransmitterandReceiver)组件，上下变频以及数字处理。由于存在制造公差、装配误差、器件不一致性以及通道内损耗和单元间耦合等诸多方面的原因，往往会使相控阵天线的天线单元，T/R组件，接收和发射信道存在着一定程度的幅度相位差异，因此要对相控阵天线进行校准，给各个通道进行补偿，使其达到使用标准。相关技术中，，对相控阵天线各个天线单元的幅度、相位校准主要是通过单探头测量天线机械对准的方式进行。具体地，如图2所示，通过控制精密扫描架，使测量天线分别对准每一个天线单元，然后测试每个天线单元通路的幅相参数，进而进行幅度相位的校准处理。然而，相关技术的校准方案直观，而且时间较长，因为需要机械对准每一个天线单元，且整个校准精度依赖机械转动精度，校准效率和校准精确无法有效满足校准需求，有待改进。
技术实现思路
<br>本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种相控阵天线校准系统，该校准系统可以有效提高校准效率，并且提高校准精度，有效满足校准需求。本专利技术的另一个目的在于提出一种相控阵天线校准方法。本专利技术的再一个目的在于提出一种计算机可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种相控阵天线校准系统，包括：天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测量天线和隔离材料，用于对待校准的相控阵天线进行预设距离内的近场校准测量；微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；仪表，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，以配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行校准测量。本专利技术实施例的相控阵天线校准系统，通过电切换式对相控阵天线校准进行校准，从而实现快速、准确的天线单元幅度、相位校准的目的，有效完成相控阵天线所有天线单元的校准，大大提高了校准速度和校准精度，有效提高校准效率，并且有效满足校准需求，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的相控阵天线校准系统还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述天线阵列为双极化天线阵列，所述双极化天线阵列包括至少两个双极化测量天线和所述隔离材料，所述至少两个双极化测量天线的每个双极化测量天线具有两个相互交叉设置的天线单元，其中，所述天线单元包括：第一辐射件，所述第一辐射件内部构成第一容纳腔，所述第一容纳腔的腔体贯通所述第一辐射件的第一端和第二端；第二辐射件，所述第二辐射件的第一端和所述第一辐射件的第一端不连接，所述第二辐射件的第二端和所述第一辐射件的第二端电气连接；平衡件，所述平衡件的第一端和所述第二辐射件的第二端电气连接；馈电件，所述馈电件偏离天线单元中心预设距离且与所述平衡件对应设置，其中，所述馈电件包括：外芯，所述外芯内部构成第二容纳腔，所述第二容纳腔的腔体贯通所述外芯的第一端和所述外芯的第二端，且所述外芯的第一端和所述第一辐射件的第二端电气连接；内芯，所述内芯贯穿所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的腔体，所述内芯的第一端穿出所述第一辐射件的第一端并与所述第二辐射件耦合连接。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述双极化测量天线插入所述隔离材料顶部，或者所述双极化测量天线插入所述隔离材料形成的容纳腔底部。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述双极化测试天线还包括：调谐器，所述调谐器连接所述馈电件的所述外芯的第二端和所述内芯的第二端。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：移动组件，所述移动组件包括第一移动台和第二移动台；固定装载装置，所述固定装载装置包括第一固定装载机构和第二固定装载机构。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，其中，所述双极化天线阵列设在所述移动组件、所述固定装载装置、所述微波暗室内壁中的任一位置上，且所述相控阵天线设在所述移动组件、所述固定装载装置中的任一位置上。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述预设距离可以小于或等于10cm或者两倍波长。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种相控阵天线校准方法，采用上述的系统，其中，方法包括以下步骤：选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线；将每个测量天线的位置与每个所述被测天线的位置一一对应设置；每次打开至少一个所述测量天线，以对对应位置的被测天线进行校对测量，直到所述每个被测天线完成校准测量。本专利技术实施例的相控阵天线校准方法，通过电切换式对相控阵天线校准进行校准，从而实现快速、准确的天线单元幅度、相位校准的目的，有效完成相控阵天线所有天线单元的校准，大大提高了校准速度和校准精度，有效提高校准效率，并且有效满足校准需求，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的相控阵天线校准方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在每次打开至少一个所述测量天线时，通过电切换方式打开所述测量天线。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线后，还包括：将所述天线阵列设在所述第一固定装载机构上，且将所述相控阵天线设在所述第一移动台上；移动所述第一移动台后，使所述每个测量天线的位置与所述每个被测天线的位置一一对应设置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线后，还包括：将所述相控阵天线设在所述第一固定装载机构上，且将所述天线阵列设在所述第一移动台上；移动所述第一移动台后，使所述每个测量天线的位置与所述每个被测天线的位置一一对应设置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线后，还包括：将所述相控阵天线设在所述第一移动台上，且将所述天线阵列设在所述第二移动台上；移动所述第一移动台和/或所述第二移动台中的至少一个后，使所述每个测量天线的位置与所述每个被测天线的位置一一对应设置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线后，还包括：将所述相控阵天线设在所述第二固定装载机构上，且将所述天线阵列设在所述第一固定装载机构上；使所述每个测量天线的位置与所述每个被测天线的位置一一对应设置。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线后，还包括：将所述相控阵天线设在所述第一移动台上，且将所述测量天线阵列设在所述微波暗室的内壁上；移动所述第一移动台后，使所述每个测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵天线校准系统，其特征在于，包括：/n天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测量天线和隔离材料，用于对待校准的相控阵天线进行预设距离内的近场校准测量；/n微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；以及/n仪表，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，以配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行校准测量。/n

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线校准系统，其特征在于，包括：
天线阵列，所述天线阵列包括至少两个测量天线和隔离材料，用于对待校准的相控阵天线进行预设距离内的近场校准测量；
微波暗室，所述天线阵列与所述相控阵天线均设置在所述微波暗室内；以及
仪表，所述仪表连接所述天线阵列和所述相控阵天线，以配合所述天线阵列对所述相控阵天线进行校准测量。


2.根据权利要求1所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，所述天线阵列为双极化天线阵列，所述双极化天线阵列包括至少两个双极化测量天线和所述隔离材料，所述至少两个双极化测量天线的每个双极化测量天线具有两个相互交叉设置的天线单元，其中，所述天线单元包括：
第一辐射件，所述第一辐射件内部构成第一容纳腔，所述第一容纳腔的腔体贯通所述第一辐射件的第一端和第二端；
第二辐射件，所述第二辐射件的第一端和所述第一辐射件的第一端不连接，所述第二辐射件的第二端和所述第一辐射件的第二端电气连接；
平衡件，所述平衡件的第一端和所述第二辐射件的第二端电气连接；以及
馈电件，所述馈电件偏离天线单元中心预设距离且与所述平衡件对应设置，其中，所述馈电件包括：
外芯，所述外芯内部构成第二容纳腔，所述第二容纳腔的腔体贯通所述外芯的第一端和所述外芯的第二端，且所述外芯的第一端和所述第一辐射件的第二端电气连接；
内芯，所述内芯贯穿所述第一容纳腔和所述第二容纳腔的腔体，所述内芯的第一端穿出所述第一辐射件的第一端并与所述第二辐射件耦合连接。


3.根据权利要求2所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，所述双极化测量天线插入所述隔离材料顶部，或者所述双极化测量天线插入所述隔离材料形成的容纳腔底部。


4.根据权利要求3所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，所述双极化测试天线还包括：
调谐器，所述调谐器连接所述馈电件的所述外芯的第二端和所述内芯的第二端。


5.根据权利要求2所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，还包括：
移动组件，所述移动组件包括第一移动台和第二移动台；
固定装载装置，所述固定装载装置包括第一固定装载机构和第二固定装载机构。


6.根据权利要求5所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，其中，
所述双极化天线阵列设在所述移动组件、所述固定装载装置、所述微波暗室内壁中的任一位置上，且所述相控阵天线设在所述移动组件、所述固定装载装置中的任一位置上。


7.根据权利要求1-6任一项所述的相控阵天线校准系统，其特征在于，所述预设距离小于或等于10cm或者两倍波长。


8.一种相控阵天线校准方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的系统，其中，方法包括以下步骤：
选择相等数量的所述测量天线和所述被测天线；
将每个测量天线的位置与每个所述被测天线的位置一一对应设置；以及
每次打开至...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆一宏，于伟，
申请(专利权)人：深圳市通用测试系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44