面向天线阵面的校正和测试方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种面向天线阵面的校正和测试方法、系统及装置，属于数字阵列雷达技术领域，所述方法包括获取测试指令，并基于测试指令生成第一控制参数，第一控制参数包括若干波束控制字，每个波束控制字包括若干时序控制字；基于波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数；基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照时序控制字生成TTL时序信号；按照TTL时序信号，发送第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；采集所述数字IQ数据并存储。本发明专利技术采用两层时序这一软架构，实现参数灵活配置，大幅提高天线测试通用性，实现高效率的数字阵列天线的校正及波瓣测试，缩短测试时间及成本。短测试时间及成本。短测试时间及成本。

【技术实现步骤摘要】
面向天线阵面的校正和测试方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及数字阵列雷达
，具体涉及一种面向天线阵面的校正和测试方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]超低副瓣天线，在机载雷达对抗杂波、干扰方面，发挥着至为关键的作用。数字阵列的出现，使得雷达幅相控制精度更高，相比有源模拟相控阵能获得更低的天线副瓣。研制副瓣低于
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45dB的超低副瓣天线以及其他高性能雷达天线，常规的室外远场测试已无法满足超低副瓣天线的测试要求，平面近场暗室测量近年来已成为国内外现代天线测试技术的重要手段。
[0003]采用数字阵列体制的雷达或者遥测系统，多数在每次重新上电或者工作时间较长后，由于数字器件初始相位变化和微波器件相位漂移，使得天线副瓣性能变差甚至天线不能正常形成波束，因此需要进行天线校正。
[0004]机载阵列天线，由于超低副瓣和安装方式多采用低仰角，不适宜采用标校塔或标校车方式进行室外校正，一般采用暗室外校正和内校正相结合的方式，内校正的耦合网络与天线阵面一体化加工安装，具有稳定性好、校正精度高的优点。雷达天线在微波暗室内进行内、外校正，获取阵列天线的校正固定系数，出外场后直接进行内校正再经后端软件计算即可得到最终天线校正参数。为了保证校正精度，抑制天线单元的相互耦合形成部分单元凹坑，内校正多采用逐行/逐列天线顺次校正方式。
[0005]机载阵列天线，具有天线单元多、频点多的特点，且受保形天线罩影响需进行不同指向的波瓣测试以精细化修正波束指向偏离，尤其是大角度扫描时，因而测试工作量极为庞大。对于以往采用紧凑型PCI总线(Compact Peripheral Component Interconnect，CPCI)架构的系统，由于通信时延以及数据存储带宽限制使得测试并行程度极为有限，以1000个单元、50个频点的阵面为例，往往在微波暗室测试阶段，内、外校正以及波瓣测试，耗时在1个月以上甚至更久。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于提高数字阵列天线的校正及波瓣测试的效率。
[0007]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0008]本专利技术提出了一种面向天线阵面的校正和测试方法，所述方法包括：
[0009]获取测试指令，并基于所述测试指令生成第一控制参数，所述第一控制参数包括若干波束控制字，每个波束控制字包括若干时序控制字；
[0010]基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数；
[0011]基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照所述时序控制字生成TTL时序信号；
[0012]按照所述TTL时序信号，发送所述第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使所述数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；
[0013]采集所述数字IQ数据并存储。
[0014]本专利技术采用两层时序这一软架构，能很好地兼容一般系统主时序架构，实现参数灵活配置，大幅提高天线测试通用性，实现高效率的数字阵列天线的校正及波瓣测试，缩短测试时间及成本。
[0015]进一步地，所述测试指令携带的信息包括频点、极化、测试模式和测试行列网格点数；
[0016]所述波束控制字包括波束指向、天线阵元号、天线行/列号和天线极化方式、频率、校正功率；
[0017]所述时序控制字包括时序模式、两层TTL个数、宽度以及重复间隔。
[0018]进一步地，所述方法还包括：
[0019]响应控制参数请求，按照逐包发送的方式，每次发送一个所述波束控制字。
[0020]此外，本专利技术还提出了一种面向天线阵面的校正和测试系统，所述系统包括：
[0021]获取模块，用于获取测试指令，并基于所述测试指令生成第一控制参数，所述第一控制参数包括若干波束控制字，每个波束控制字包括若干时序控制字；
[0022]解算模块，用于基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数；
[0023]时序信号生成模块，用于基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照所述时序控制字生成TTL时序信号；
[0024]阵面控制及测试模块，用于按照所述TTL时序信号，发送所述第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使所述数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；
[0025]数据采集模块，用于采集所述数字IQ数据并存储。
[0026]进一步地，所述波束控制字包括波束指向、天线阵元号、天线行/列号和天线极化方式、频率、校正功率；
[0027]所述时序控制字包括时序模式、两层TTL个数、宽度以及重复间隔。
[0028]进一步地，所述系统还包括：
[0029]响应模块，用于响应控制参数请求，按照逐包发送的方式，每次发送一个所述波束控制字。
[0030]此外，本专利技术还提出了一种面向天线阵面的校正和测试装置，所述装置包括：波束调度计算机、光接口板、时序板、数字波束控制板和数据存储单元；所述波束调度计算机通过PCIE接口与所述光接口板连接进行通信，所述光接口板将PCIE接口转换为RapidIO接口，并经多模光纤与所述时序板连接，所述时序板经RapidIO接口与所述数字波束控制板连接，所述时序板经光纤与所述数据存储单元连接，其中：
[0031]所述波束调度计算机用于获取控制终端下发的测试指令，并基于所述测试指令生成第一控制参数发送至所述时序板，所述第一控制参数包括若干波束控制字，每个所述波束控制字包含若干时序控制字；
[0032]所述时序板将所述波束控制字转发至所述数字波束控制板，并基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照所述时序控制字生成TTL时序信号发送至所述数字波束控制板；
[0033]所述数字波束控制板基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数，并按照所述TTL时序信号，发送所述第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使所
述数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；
[0034]所述数字波束控制板采集所述数字IQ数据，并经所述时序板转发至所述数据存储单元。
[0035]进一步地，所述数字波束控制板包括DSP芯片和FPGA芯片，其中：
[0036]DSP芯片用于基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数并发送至FPGA芯片；
[0037]FPGA芯片用于与所述数字阵列TR组件进行通信，并采集所述数字IQ数据。
[0038]进一步地，所述波束控制字包括波束指向、天线阵元号、天线行/列号和天线极化方式、频率、校正功率；
[0039]所述时序控制字包括时序模式、两层TTL个数、宽度以及重复间隔。
[0040]进一步地，所述波束调度计算机响应所述时序板发送的控制参数请求，按照逐包发送的方式，每次发送一个所述波束控制字。
[0041]本专利技术的优点在于：
[0042](1)本专利技术采用两层时序这一软架构，能很好地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向天线阵面的校正和测试方法，其特征在于，所述方法包括：获取测试指令，并基于所述测试指令生成第一控制参数，所述第一控制参数包括若干波束控制字，每个波束控制字包括若干时序控制字；基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数；基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照所述时序控制字生成TTL时序信号；按照所述TTL时序信号，发送所述第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使所述数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；采集所述数字IQ数据并存储。2.如权利要求1所述的面向天线阵面的校正和测试方法，其特征在于，所述测试指令携带的信息包括频点、极化、测试模式和测试行列网格点数；所述波束控制字包括波束指向、天线阵元号、天线行/列号和天线极化方式、频率、校正功率；所述时序控制字包括时序模式、两层TTL个数、宽度以及重复间隔。3.如权利要求1所述的面向天线阵面的校正和测试方法，其特征在于，所述方法还包括：响应控制参数请求，按照逐包发送的方式，每次发送一个所述波束控制字。4.一种面向天线阵面的校正和测试系统，其特征在于，所述系统包括：获取模块，用于获取测试指令，并基于所述测试指令生成第一控制参数，所述第一控制参数包括若干波束控制字，每个波束控制字包括若干时序控制字；解算模块，用于基于所述波束控制字，解算出数字阵列TR组件所需的第二控制参数；时序信号生成模块，用于基于内部计时器或外部暗室的触发信号，按照所述时序控制字生成TTL时序信号；阵面控制及测试模块，用于按照所述TTL时序信号，发送所述第二控制参数至所述数字阵列TR组件，以使所述数字阵列TR组件发送或接收射频脉冲，产生数字IQ数据；数据采集模块，用于采集所述数字IQ数据并存储。5.如权利要求4所述的面向天线阵面的校正和测试系统，其特征在于，所述波束控制字包括波束指向、天线阵元号、天线行/列号和天线极化方式、频率、校正功率；所述时序控制字包括时序模式、两层TTL个数、宽度以及重复间隔。6.如权利要求4所述的面向天线阵面的校正和测试系统，其特征在于，所述系统还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂志亮，杨鹏程，梁会娟，顾宗山，张昕，李琳，潘浩，李巍，杨蓓蓓，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：