相控阵雷达暗室快速检测系统、方法、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了相控阵雷达暗室快速检测系统、方法、设备及存储介质，该系统包括待检测雷达阵面和检测单元，待检测雷达阵面与通信单元连接，检测单元包括阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块，阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块分别与通信单元连接。本发明专利技术具备相控阵雷达阵面监测、通道间实时校准、波控码在线实时结算及分发、通信及状态显示功能，能有效提高相控阵雷达暗室测试及暗室测试前准备工作效率。达暗室测试及暗室测试前准备工作效率。达暗室测试及暗室测试前准备工作效率。

【技术实现步骤摘要】
相控阵雷达暗室快速检测系统、方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于雷达测试
，尤其涉及相控阵雷达暗室快速检测系统、方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在相控阵雷达测试和调试过程中，由于面临天线阵面组件数量大、种类多，完成对大量组件的测试和数据加载并准确快速地对故障组件进行初步的问题分析是雷达暗室测试过程中面临的主要难题，也是雷达整机测试过程中非常耗时的一个阶段。
[0003]当前在雷达研制过程中，暗室测试前准备工作及暗室测试工作包含大量的测试工作，具体地有：TR通道测试、TR状态监测、指向准确度测试、故障分析及天线方向图测试等工作。但是，完成上述工作缺乏系统性地辅助手段，工作效率较低。
[0004]如申请号为CN201810559240.3的中国专利技术专利公开了一种相控阵雷达TR组件自动测试装置与方法，申请号为CN201510731960.X的中国专利技术专利公开了一种有源相控阵雷达T/R组件幅相测试系统。上述两件专利公开的技术方案仅能实现TR通道测试，而无法实现故障分析。
[0005]如申请号为CN201811222005.3的中国专利技术专利公开了一种量产雷达在线测试系统及其测试方法。该专利的技术方案仅能实现故障分析，但无法兼顾TR通道测试。
[0006]因此，亟需一种能够快速完成暗室测试过程中相控阵雷达TR通道测试、TR状态监测、指向准确度测试、故障分析及天线方向图测试等工作的系统，以提高暗室雷达测试效率，缩短系统暗室测试时间。

技术实现思路
<br/>[0007]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供相控阵雷达暗室快速检测系统、方法、设备及存储介质,在测试过程中实现相控阵雷达暗室测试过程中阵面状态实时监测及故障判断与隔离功能；通过设置频点和波束指向信息实现发射通道波控码在线解算及下发工作，实现测试阵面或通道的任意配相；在内场测试阶段在线完成雷达接收通道/发射通道的校准，并输出通道间的幅相误差值；在整机调试和测试过程中通过对通信接口发送指令信息和接收指令信息的解析及实时显示，实现暗室测试中问题的分析与定位；同时，在整机使用过程中辅助完成相控阵雷达通道故障定位、分析和隔离。由于系统具备相控阵雷达阵面监测、通道间实时校准、波控码在线实时解算及分发、通信及状态显示功能，能有效提高相控阵雷达暗室测试及暗室测试前准备工作效率。
[0008]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0009]一种相控阵雷达暗室快速检测系统，包括待检测雷达阵面和检测单元，所述待检测雷达阵面与通信单元连接，所述检测单元包括阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块，阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块分别与通信单元连接；
[0010]所述阵面状态监控模块通过通信单元接收待检测雷达阵面反馈的数据，依据预设参数生成系统控制指令；
[0011]所述内场通道校准模块接收阵面状态监控模块回传的待检测雷达阵面反馈的数据，解算通道之间的幅度和相位差异；
[0012]所述波控码解算模块接收内场通道校准模块解算的通道之间的幅度和相位差异及阵面状态监控模块所设定的波束指向、频点及赋形参数信息，解算波控码。
[0013]进一步的，所述系统还包括与通信单元连接的显示单元，所述显示单元接收阵面状态监控模块转发的雷达阵面状态信息，并依据内部通信协议完成状态的解析和显示工作，同时，同步完成相控阵雷达处接收的指令的显示。
[0014]另一方面，本专利技术还提供了一种相控阵雷达暗室快速检测方法，包括以下步骤：
[0015]接收通道校准，阵面状态监控模块设置发射频点及参数信息，并接收对应通道的接收回波校准数据，将发射频点和接收回波校准数据转发给内场通道校准监测模块，由内场通道校准监测模块解算对应通道的幅相值；
[0016]发射通道校准，由阵面状态监控模块设置接收频点及参数信息，并接收对应通道的发射回波校准数据，将接收频点和发射回波校准数据转发给内场通道校准监测模块，由内场通道校准监测模块解算对应通道的幅相值；
[0017]波控码计算，依据阵面状态监控模块所设定的波束指向、频点及赋形参数信息对所选通道的波控码进行实时计算和下发；
[0018]阵面故障分析，根据发射通道校准和接收通道校准中获取的回波校准数据进行阵面故障分析；
[0019]依据对应的波束指向和波控码，完成天线方向图测试工作。
[0020]进一步的，在接收通道校准前还包括自检步骤：
[0021]阵面状态监控模块下发系统开机自检指令，待内场通道校准模块、波控码解算模块、通信单元和显示单元自检完毕，接收对应的状态信息，确认整机状态信息正常后进入接收通道校准模式。
[0022]进一步的，所述解算对应通道的幅相值的方法为：
[0023]根据给定的校准参考信号，对每路需校准的信号进行比较，给出相应的幅相数据，通过多次迭代实现通道的校准。
[0024]进一步的，所述根据给定的校准参考信号，对每路需校准的信号进行比较，给出相应的幅相数据，通过多次迭代实现通道的校准具体为：
[0025]第(m,n)号T/R组件，校准耦合线耦合的需校准的信号为：
[0026][0027][0028]其中，α为信号幅度；δ
nm
，为单元级独立幅相误差；w
nm
和Φ
nm
为幅相加权系数；C
nm
为校准耦合比；u
s
，v
s
为天线方位和俯仰波束扫描时，由移相器实现的单元间相位步进量，其波束指向法线时为0；Ψ
s
，分别为波束指向相对于法线平面时俯仰角和方位角；dx，dy为相邻单元的在垂直与水平方向的间距；w
d
为多普勒频偏；Ψ0为信号随机初相；
[0029]所述校准参考信号选用校准的耦合信号，表示为：
[0030][0031]通道信号与参考信号进行比较，给出校准输出结果：
[0032]P
out
＝X
nm
/X
ref
；
[0033]将校准输出结果与目标幅相数据进行比较，通过多次迭代，使得测试数据趋向目标结果，方差满足预设的指标要求。
[0034]进一步的，所述波控码计算的具体计算方法为：
[0035]设目标所在方向余弦函数为(cosα
x
,cosα
y
,cosα
z
)，则相邻阵元间的空间相位差为：
[0036]垂直方向：水平方向：
[0037]第(i,k)个天线单元与第(0,0)个天线单元间的空间相位差为：
[0038]ΔΦ
ik
＝iΔΦ1+kΔΦ2；
[0039]为了在方向上获得波束最大值，指向角转换成指向系数α,β的计算公式：
[0040][0041][0042]其中d1，d2为相邻天线单元的间距在水平和垂直方向的距离；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相控阵雷达暗室快速检测系统，包括待检测雷达阵面和检测单元，其特征在于，所述待检测雷达阵面与通信单元连接，所述检测单元包括阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块，阵面状态监控模块、波控码解算模块和内场通道校准模块分别与通信单元连接；所述阵面状态监控模块通过通信单元接收待检测雷达阵面反馈的数据，依据预设参数生成系统控制指令；所述内场通道校准模块接收阵面状态监控模块回传的待检测雷达阵面反馈的数据，解算通道之间的幅度和相位差异；所述波控码解算模块接收内场通道校准模块解算的通道之间的幅度和相位差异及阵面状态监控模块所设定的波束指向、频点及赋形参数信息，解算波控码。2.如权利要求1所述的相控阵雷达暗室快速检测系统，其特征在于，所述系统还包括与通信单元连接的显示单元，所述显示单元接收阵面状态监控模块转发的雷达阵面状态信息，并依据内部通信协议完成状态的解析和显示工作，同时，同步完成相控阵雷达处接收的指令的显示。3.一种相控阵雷达暗室快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：接收通道校准，阵面状态监控模块设置发射频点及参数信息，并接收对应通道的接收回波校准数据，将发射频点和接收回波校准数据转发给内场通道校准监测模块，由内场通道校准监测模块解算对应通道的幅相值；发射通道校准，由阵面状态监控模块设置接收频点及参数信息，并接收对应通道的发射回波校准数据，将接收频点和发射回波校准数据转发给内场通道校准监测模块，由内场通道校准监测模块解算对应通道的幅相值；波控码计算，依据阵面状态监控模块所设定的波束指向、频点及赋形参数信息对所选通道的波控码进行实时计算和下发；阵面故障分析，根据发射通道校准和接收通道校准中获取的回波校准数据进行阵面故障分析；依据对应的波束指向和波控码，完成天线方向图测试工作。4.如权利要求3所述的相控阵雷达暗室快速检测方法，其特征在于，在接收通道校准前还包括自检步骤：阵面状态监控模块下发系统开机自检指令，待内场通道校准模块、波控码解算模块、通信单元和显示单元自检完毕，接收对应的状态信息，确认整机状态信息正常后进入接收通道校准模式。5.如权利要求3所述的相控阵雷达暗室快速检测方法，其特征在于，所述解算对应通道的幅相值的方法为：根据给定的校准参考信号，对每路需校准的信号进行比较，给出相应的幅相数据，通过多次迭代实现通道的校准。6.如权利要求5所述的相控阵雷达暗室快速检测方法，其特征在于，所述根据给定的校准参考信号，对每路需校准的信号进行比较，给出相应的幅相数据，通过多次迭代实现通道的校准具体为：第(m,n)号T/R组件，校准耦合线耦合的需校准的信号为：
其中，α为信号幅度；δ
nm
，为单元级独立幅相误差；w
nm
和Φ
nm
为幅相加权系数；C
nm
为校准耦合比；u
s
，v
s...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖育富，游斌相，刘泽，马婕，任午龙，杨啸宇，王彦成，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：