【技术实现步骤摘要】
基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统及方法
[0001]本专利技术属于相控阵天线领域，特别涉及一种基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统及方法。
技术介绍
[0002]由于雷达、导航、卫星通信技术的不断更新和发展，相控阵天线因其具有高增益、多波束形成能力、快速扫描能力等优良特性被广泛应用于各种军事和民用电子设备中。数字阵列天线，其主要由数字T\R组件和天线组成，数字T\R组件又包括多种无源元件，各类部件的性能差异和装配误差都会带来发射通道和接收通道间的幅度和相位的不一致，引起子阵级数字化阵列天线波束恶化(如副瓣电平抬高、零值深度上升、波束指向偏移、雷达系统灵敏度下降等)，因此需要对其校正。
[0003]现在比较主流的一种配相方法是迭代配相法，即逐一开启每个阵面单元进行相位校准，利用矢量网络分析仪测出单个单元的相位，通过计算机计算出量化后的相位误差，控制T\R组件的移相器补齐相位误差，将上述操作迭代数次，完成单个单元的相位校准。在主流的相控阵天线配相过程中，需要矢量网络分析仪辅助测量天线相位，导致...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，包括：计算机(1)，用于发送配相指令和接收配相结果；阵面天线模块(2)，其上阵列设置有多个阵面单元，用于生成射频信号；电路板模块(3)，其上安装有FPGA芯片，且分别与计算机(1)和阵面天线模块(2)通信连接；信号源(4)，用于发送信号，其输入端与计算机(1)通信连接，输出端连接有喇叭天线(5)；所述计算机模块(1)发送配相指令，信号源(4)通过喇叭天线(5)向阵面单元发送信号，所述安装有FPGA芯片的电路板(3)接收配相指令，控制每个阵面单元完成射频信号的配相。2.如权利要求1所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，所述阵面天线模块(2)还包括多个T\R控制组件；每个所述T\R控制组件通过控制线分别与对应的阵面单元以及电路板模块(3)中的FPGA芯片信号连接；每个所述T\R控制组件包括一个移相器和一个电源开关；所述移相器接收配相指令，调整对应阵面单元生成的射频信号的相位；所述电源开关控制对应的阵面单元打开或关闭。3.如权利要求2所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，所述阵面天线模块(2)还包括多个合路器；每个所述合路器一端与一个阵面单元或多个阵面单元信号连接，另一端与电路板模块(3)中的FPGA芯片信号连接，将阵面单元生成的射频信号传输给电路板模块(3)。4.如权利要求3所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，所述电路板模块(3)还安装有多个AD转换器，每个AD转换器通过对应的合路器与电路板模块(3)中的FPGA芯片信号连接，将接收到的射频信号转换为数字信号。5.如权利要求4所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，还包括下载器模块(6)，其一端与阵面天线模块(2)信号连接，另一端与计算机(1)信号连接，通过下载器模块(6)将每个阵面单元经过配相后的相位数据传输给计算机(1)，确认各阵面单元的相位一致性。6.如权利要求5所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统，其特征在于，所述FPGA芯片内安装有T\R组件控制程序以及配相程序；所述T\R组件控制程序控制移相器和电源开关的打开或关闭；所述配相程序包括FIFO存储单元和相位测试单元，用于校准待配相阵面单元的射频信号。7.一种基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相方法，采用如权利要求1～6任一项所述的基于FPGA数字相控阵天线接收通道自动化配相系统进行配相，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、将阵面天线模块(2)分别设定为基准区域和待配相区域；步骤S2、计算机(1)发送配相指令给电路板模块(3)，同时控制信号源(4)发送信号；步骤S3、电路板模块(3)控制基准区域中的基准阵面单元和待配相区域中的待配相阵面单元分别接收信号源(4)通过喇叭天线(5)发送的信号并生成射频信号；步骤S4、将步骤S3中基准阵面单元生成的射频信号和待配相阵面单元生成的射频信号分别传输给对应的AD转换器，输出基准数字信号和待配相数字信号；步骤S5、通过电路板模块(3)的FPGA芯片中的配相程序判断待配相数字信号与基准数
字信号，将待配相阵面单元的射频信号调校到与基准阵面单元生成的射频信号相位一致。8.如权利要求7所述的基于FPGA数...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵锟，林加涛，马少飞，姚俊飞，于军，谢先群，费聚锋，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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