相控阵天线的耦合校准网络和相控阵天线系统技术方案

本发明专利技术提供了一种相控阵天线的耦合校准网络和相控阵天线系统，该耦合校准网络应用于一种天线阵面，天线阵面包括多个天线子模块，耦合校准网络包括多个耦合功分模块，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，耦合器分别与天线子阵列和T/R组件相连，耦合功分模块的耦合器通过功分器合成为一个合成端口；耦合功分模块将校准模块发送的校准信号发送至天线子模块的T/R组件，以使得T/R组件根据校准信号获取各个天线子阵列对应的接收校正系数，或将对应天线子模块的每个天线子阵列的被测信号发送至校准模块，以使得校准模块根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。本发明专利技术能够实现相控阵天线的在线校准。的在线校准。的在线校准。

【技术实现步骤摘要】
相控阵天线的耦合校准网络和相控阵天线系统


[0001]本专利技术涉及相控阵天线
，尤其涉及一种相控阵天线的耦合校准网络和相控阵天线系统。

技术介绍

[0002]目前在相控阵天线系统中，为了获得良好的天线性能，需要对相控阵天线中有源通道不一致性进行校准，通常采用离线校准的方法先测试出有源通道的幅度和相位，系统上电后再调用预先计算好的校准数据对系统进行校准。该方法对于小型的相控阵系统来说应用较多。但是对于大型相控阵天线系统，有源通道数量巨大，采用此方法需要大量的测试工作，不便于系统的实现。
[0003]因此，现有的相控阵天线的校准方法效率较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种相控阵天线耦合校准网络和相控阵天线系统，通过在线实时校准的方法，避免了系统上电前的大量测试工作，提高了相控阵天线的校准效率。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种相控阵天线的耦合校准网络，包括：
[0006]该耦合校准网络应用于一种天线阵面，所述天线阵面包括多个天线子模块，每个天线子模块包括T/R组件和多个天线子阵列，所述耦合校准网络包括：
[0007]多个耦合功分模块，其中每个耦合功分模块与一个天线子模块存在唯一对应关系，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，每个耦合器与对应天线子模块的一个天线子阵列存在唯一对应关系，每个耦合器的第一直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列相连，第二直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列的T/R组件相连，针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块的所有耦合器的耦合端口与所述耦合功分模块的功分器相连，通过所述功分器合成为一个合成端口；
[0008]针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块还与校准模块相连，用于将所述校准模块发送的校准信号发送至所述耦合功分模块对应的天线子模块的T/R组件，以使得所述T/R组件根据所述校准信号获取所述天线子模块的各个天线子阵列对应的接收校正系数，所述耦合功分模块还用于将对应天线子模块的每个天线子阵列的被测信号发送至所述校准模块，以使得所述校准模块根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述天线阵面的多个天线子模块为M行N列个天线子模块，所述耦合校准网络还包括至少一个功分器，所述至少一个功分器用于将所述多个耦合功分模块的合成端口合成为一个总端口，通过所述总端口与所述校准模块相连。
[0010]在一种可能的实现方式中，M为大于等于2的正整数，N为1，所述至少一个功分器为一个一分M功分器，或者，M为1，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器为一个一分N功分器。
[0011]在一种可能的实现方式中，M为大于等于2的正整数，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器包括一个一分M的功分器和一个一分N的功分器，所述M行天线子模块的合成端口通过所述一分M的功分器合成一个端口后，再通过所述一分N功分器合成所述总端口，或者，所述N列天线子模块的合成端口通过所述一分N的功分器合成一个端口后，再通过所述一分M功分器合成所述总端口。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述耦合校准网络的耦合器通过SMP接口与对应的天线子模块的天线子阵列和T/R组件相连。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供了一种相控阵天线系统，包括：天线阵面、耦合校准网络和校准模块，所述天线阵面包括多个天线子模块，每个天线子模块包括T/R组件和多个天线子阵列；
[0014]多个耦合功分模块，其中每个耦合功分模块与一个天线子模块存在唯一对应关系，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，每个耦合器与对应天线子模块的一个天线子阵列存在唯一对应关系，每个耦合器的第一直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列相连，第二直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列的T/R组件相连，针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块的所有耦合器的耦合端口与所述耦合功分模块的功分器相连，通过所述功分器合成为一个合成端口；
[0015]针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块还与校准模块相连，用于将所述校准模块发送的校准信号发送至所述耦合功分模块对应的天线子模块的T/R组件，所述耦合功分模块还用于将对应天线子模块的每个天线子阵列的被测信号发送至所述校准模块；
[0016]所述T/R组件，用于根据所述校准信号获取对应的天线子模块中每个天线子阵列对应的接收校正系数；
[0017]所述校准模块，用于根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述天线阵面的多个天线子模块为M行N列个天线子模块，所述耦合校准网络还包括至少一个功分器，所述至少一个功分器用于将所述多个耦合功分模块的合成端口合成为一个总端口，通过所述总端口与所述校准模块相连；
[0019]其中，M为大于等于2的正整数，N为1，所述至少一个功分器为一个一分M功分器；
[0020]或者，M为1，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器为一个一分N功分器；
[0021]或者，M为大于等于2的正整数，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器包括一个一分M的功分器和一个一分N的功分器，所述M行天线子模块的合成端口通过所述一分M的功分器合成一个端口后，再通过所述一分N功分器合成所述总端口，或者，所述N列天线子模块的合成端口通过所述一分N的功分器合成一个端口后，再通过所述一分M功分器合成所述总端口。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述校准模块包括校准收发组件、AD/DA变换单元和信号处理单元；
[0023]当对所述天线阵面的接收通道进行校准时，所述校准模块的校准收发组件处于发射状态，所述信号处理单元发送的校准信号经过所述AD/DA变换单元的处理后，通过所述校准收发组件发送至所述耦合校准网络，通过所述耦合校准网络将所述校准信号发送至各个天线子阵列对应的T/R组件；
[0024]当对所述天线阵面的发射通道进行校准时，所述校准模块的校准收发组件处于接收状态，依次接收各个天线子阵列通过所述耦合校准网络发送的被测信号，经过所述AD/DA变换单元的处理后，由所述信号处理单元根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。
[0025]在一种可能的实现方式中，针对任一天线子模块，所述天线子模块包括p个天线子阵列，所述天线子模块的T/R组件为p通道T/R组件，当对所述天线阵面的接收通道进行校准时，所述T/R组件根据所述p个天线子阵列中每个天线子阵列接收到所述校准信号后相对于第一参考信号的幅度差和相位差，得到每个天线子阵列对应的接收校正系数。
[0026]在一种可能的实现方式中，当对所述天线阵面的发射通道进行校准时，所述天线阵面的各个天线子阵列按照预设顺序依次通过所述耦合校准网络向所述校准模块发送被测信号；
[0027]所述校准模块根据接收到每个被测信号相对于第二参考信号的幅度差和相位差，得到每个天线子阵列对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线的耦合校准网络，其特征在于，该耦合校准网络应用于一种天线阵面，所述天线阵面包括多个天线子模块，每个天线子模块包括T/R组件和多个天线子阵列，所述耦合校准网络包括：多个耦合功分模块，其中每个耦合功分模块与一个天线子模块存在唯一对应关系，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，每个耦合器与对应天线子模块的一个天线子阵列存在唯一对应关系，每个耦合器的第一直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列相连，第二直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列的T/R组件相连，针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块的所有耦合器的耦合端口与所述耦合功分模块的功分器相连，通过所述功分器合成为一个合成端口；针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块还与校准模块相连，用于将所述校准模块发送的校准信号发送至所述耦合功分模块对应的天线子模块的T/R组件，以使得所述T/R组件根据所述校准信号获取所述天线子模块的各个天线子阵列对应的接收校正系数，所述耦合功分模块还用于将对应天线子模块的每个天线子阵列的被测信号发送至所述校准模块，以使得所述校准模块根据每个天线子阵列的被测信号获取每个天线子阵列对应的发射校正系数。2.根据权利要求1所述的相控阵天线的耦合校准网络，其特征在于，所述天线阵面的多个天线子模块为M行N列个天线子模块，所述耦合校准网络还包括至少一个功分器，所述至少一个功分器用于将所述多个耦合功分模块的合成端口合成为一个总端口，通过所述总端口与所述校准模块相连。3.根据权利要求2所述的相控阵天线的耦合校准网络，其特征在于，M为大于等于2的正整数，N为1，所述至少一个功分器为一个一分M功分器，或者，M为1，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器为一个一分N功分器。4.根据权利要求2所述的相控阵天线的耦合校准网络，其特征在于，M为大于等于2的正整数，N为大于等于2的正整数，所述至少一个功分器包括一个一分M的功分器和一个一分N的功分器，所述M行天线子模块的合成端口通过所述一分M的功分器合成一个端口后，再通过所述一分N功分器合成所述总端口，或者，所述N列天线子模块的合成端口通过所述一分N的功分器合成一个端口后，再通过所述一分M功分器合成所述总端口。5.根据权利要求1至4任一项所述的相控阵天线的耦合校准网络，其特征在于，所述耦合校准网络的耦合器通过SMP接口与对应的天线子模块的天线子阵列和T/R组件相连。6.一种相控阵天线系统，其特征在于，包括：天线阵面、耦合校准网络和校准模块，所述天线阵面包括多个天线子模块，每个天线子模块包括T/R组件和多个天线子阵列；多个耦合功分模块，其中每个耦合功分模块与一个天线子模块存在唯一对应关系，每个耦合功分模块包括多个耦合器和一个功分器，每个耦合器与对应天线子模块的一个天线子阵列存在唯一对应关系，每个耦合器的第一直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列相连，第二直通端口与所述耦合器对应的天线子阵列的T/R组件相连，针对任一耦合功分模块，所述耦合功分模块的所有耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅立荣，孙柏昶，周玉琪，康瑞洋，杨竟松，李阳，赵柯，李弋鹏，闫晓燊，王洪坤，何超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：