CN106533581B - 有源相控阵天线校准方法 - Google Patents

有源相控阵天线校准方法 Download PDF

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CN106533581B
CN106533581B CN201610863764.2A CN201610863764A CN106533581B CN 106533581 B CN106533581 B CN 106533581B CN 201610863764 A CN201610863764 A CN 201610863764A CN 106533581 B CN106533581 B CN 106533581B
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Abstract

本发明提供一种有源相控阵天线校准方法，包括：步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1；步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态；步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，所述第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n；步骤d：获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn；步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，将n加1，转步骤b；步骤f：利用表达式
Figure DDA0001123735170000011
对第n路T/R组件进行接收幅度校准。本发明通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以实现对单路T/R进行接收幅度校准。

Description

有源相控阵天线校准方法
技术领域
本发明涉及雷达与测控领域，尤其涉及一种有源相控阵天线校准方法。
背景技术
有源相控阵天线作为一种新型电扫描天线，由于其自身具有波束扫描速度快、易于波束赋形、便于平台共形等优点，越来越受到人们的重视并在实际工程领域获得了日益广泛的应用。但是，它对T/R的收发幅相一致性、接收机幅相一致性等要求较高。
有源相控阵天线的副瓣电平、指向精度和零值深度等重要指标会受到诸如数字移相器和衰减器的误差、馈电网络误差、温度变换引起噪声误差、射频接头制造公差、单元装配误差、辐射单元和元器件的制造公差、介质材料的介电常数公差、还有天线在安装调试过程中更换组件以及长期使用的过程中产生的组件老化、热变形等因素引起的误差，所有这些误差最终都将影响机理电流的幅度和相位，从而影响天线的性能指标。因此有效的误差控制措施对提高相控阵天线的实际性能具有重要的理论和实际意义。一般情况下，需要对T/R(Transmitter and Receiver)、和/差网络的幅相一致性进行校准，才能保证天线系统的各项指标。
目前常用的天线幅相校准措施有离线校准法、BIT检测校正法，天线远场校正法等。但这些相控阵天线校准技术没有对单路T/R进行校准。
发明内容
本发明提供一种有源相控阵天线校准方法，用以解决现有技术中的相控阵天线校准技术没有对单路T/R进行校准的缺陷。
本发明一方面提供一种有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1；
步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态；
步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n；
步骤d：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn；
步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，将n加1，转步骤b；
步骤f：利用表达式
Figure BDA0001123735150000021
对第n路T/R组件进行接收幅度校准,其中，Fn为接收幅度校准值，Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的幅度差,i∈[1,m]。
进一步的，步骤d还包括：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差
Figure BDA0001123735150000022
步骤f还包括：利用表达式
Figure BDA0001123735150000023
对第n路T/R组件进行相位校准，其中，Jn为相位校准值，
Figure BDA0001123735150000024
为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的相位差。
进一步的，步骤c具体包括：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经分配器发射到达耦合器；
控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
进一步的，控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n，具体包括：
控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络；
控制和差网络的和通道端口输出第二校准信号S2n。
进一步的，步骤c中，控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n之后，还包括：
控制接收机接收第二校准信号S2n；
控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机；
控制接收机将第一校准信号S1n和第二校准信号S2n发送给信号处理器；
控制信号处理器计算第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差
Figure BDA0001123735150000031
进一步的，步骤f之后，还包括：
步骤g：控制m路T/R组件均处于接收状态；
步骤h：控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'；
步骤i：获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000032
步骤j：利用相位差
Figure BDA0001123735150000033
对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。
进一步的，步骤h具体包括：
控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给接收机；
第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将其发送给接收机；
控制接收机将第四校准信号S2'和第五校准信号S3'发送给信号处理器；
控制信号处理器计算第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000034
本发明另一方面提供一种有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤101：设置X路T/R组件，初始化x＝1；
步骤102：控制第x路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态；
步骤103：控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x；
步骤104：获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx；
步骤105：判断x是否等于X，若等于，转步骤f；若不等于，将x加1，转步骤102；
步骤106：利用表达式对第x路T/R组件进行发射幅度校准，其中，Fx为发射幅度校准值，Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的幅度差，j∈[1,X]。
进一步的，步骤104还包括：获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的相位差
Figure BDA0001123735150000036
步骤106还包括：利用表达式
Figure BDA0001123735150000041
对第x路T/R组件进行相位校准，其中，Jx为相位校准值，
Figure BDA0001123735150000042
为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的相位差。
进一步的，步骤103中控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x之后，步骤103还包括：
控制接收机接收第二校准信号S2x；
控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机；
控制接收机将第一校准信号S1x和第二校准信号S2x发送给信号处理器；
控制信号处理器计算第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差
Figure BDA0001123735150000043
本发明提供的有源相控阵天线校准方法，通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以分别求得由校准源产生的第一校准信号S1n与经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n的幅度差Δwn，最后根据表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准，即实现对单路T/R接收幅度校准。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为根据本发明实施例一的有源相控阵天线校准方法的流程示意图；
图2为根据本发明实施例二的有源相控阵天线校准方法的流程示意图；
图3为根据本发明实施例三的有源相控阵天线校准方法的流程示意图；
图4为根据本发明实施例四的有源相控阵天线校准方法的流程示意图；
图5为根据本发明实施例五的有源相控阵天线校准方法的流程示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例一
图1为根据本发明实施例一的有源相控阵天线校准方法的流程示意图，如图1所示，本实施提供的有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1。
具体的，T/R是Transmitter and Receiver的缩写，m为大于1的正整数，m的值就是表示几路T/R组件，有几路T/R组件，m的值就是几，m的具体数值可根据实际情况进行设置。初始化n＝1，使控制从第1路T/R组件开始。
步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态。
具体的，控制m路T/R组件中的一路处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，如当控制第1路T/R组件处于接收状态的同时，需控制第2路-第m路T/R组件处于断开状态，也即同一时刻，只能让1路T/R组件处于接收状态。在实际运用中，可为每一路T/R组件设置一个开关，通过控制开关的开闭来控制相应T/R组件为接收或断开状态。在本步骤中，通过控制n的值，实现依次控制第n路T/R组件处于接收状态。
步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
具体的，由校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n由校准源的测试端口输出，经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。第一校准信号S1n是由校准源产生的最初始的校准信号，第二校准信号S2n是由第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络之后输出的校准信号。第一校准信号S1n和第二校准信号S2n是不一样的，而正是因为不一样，所以才需要进行校准。对于不同的n，第一校准信号S1n可相同，也可不同。
步骤d：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。
具体的，获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn，用于后续对幅度进行校准。
步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，转步骤f’。
具体的，判断n是否等于m，用于判断此时是否对m路T/R组件均进行了单路T/R组件控制，使其处于接收状态，若n等于m，说明已经完成了对所有T/R组件进行单路T/R组件控制，转步骤f，若n不等于m，转步骤f’。
步骤f’：将n加1，转步骤b。
具体的，将n加1，即控制第n+1路T/R组件处于接收状态，然后转步骤b执行。
步骤f：利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准，其中，Fn为接收幅度校准值，Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的幅度差,i∈[1,m]；Δwn为仅第n路组件处于接收状态时，第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差。
具体的，以T/R1组件为例进行说明，若m＝8，即有8路T/R组件，那么接收幅度校准值
Figure BDA0001123735150000062
对T/R1组件进行接收幅度校准，即对T/R1组件的接收信号的幅度值上加上F1的值。
本实施例提供的有源相控阵天线校准方法，通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以分别求得由校准源产生的第一校准信号S1n与经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n的幅度差Δwn，最后根据表达式
Figure BDA0001123735150000063
对第n路T/R组件进行接收幅度校准，即实现对单路T/R接收幅度校准。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
图2为根据本发明实施例二的有源相控阵天线校准方法的流程示意图，如图2所示，本实施提供的有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1。
步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态。
步骤a，b具体可参见实施例一中的记载，在此不再赘述。
步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
进一步的，步骤c具体包括：
步骤c1：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经分配器发射到达耦合器。
具体的，分配器把第一校准信号S1n平均分配成多路信号发射给耦合器，耦合器设置在天线单元间，以保证第一校准信号S1n能够在天线端口进行，进一步的，耦合器为无线耦合器。
步骤c2：控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
进一步的，步骤c2具体包括：控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络；控制和差网络的和通道端口输出第二校准信号S2n。
具体的，天线单元有多个，每个T/R组件对应一个天线单元，天线单元n即对应第n路T/R组件的天线单元。由于只有第n路T/R组件处于接收状态，所以只有第n路T/R组件接收到天线单元n发来的信号，此时的信号由于经过了分配器、耦合器的传输，可能跟从校准源发射出来的第一校准信号S1n已经不同了，但是为了描述的方便，此处仍旧称为第一校准信号S1n，第n路T/R组件将接收到的第一校准信号S1n发送至和差网络，从和差网络的和通道端口出来的信号称为第二校准信号S2n。
进一步的，步骤c2之后还包括：
步骤c3：控制接收机接收第二校准信号S2n。
控制接收机接收从和差网络的和通道端口出来的第二校准信号S2n，接收机可为双通道接收机。
步骤c4：控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机。
具体的，控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机可在校准源将第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件的同时，将第一校准信号S1n发送给接收机，也可在第一校准信号S1n传输的过程中，或者接收机接收到第二校准信号S2n之后，控制校准源将第一校准信号S1n发送给接收机，具体可根据实际情况进行设置，在此不做限定。
步骤c5：控制接收机将第一校准信号S1n和第二校准信号S2n发送给信号处理器。
具体的，第一校准信号S1n和第二校准信号S2n分别通过接收机的两个不同通道发送给信号处理器，信号处理器具有对接收到的信号进行处理的功能，如可为单片机或者DSP，在此不做限定。
步骤c6：控制信号处理器计算第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差
Figure BDA0001123735150000081
具体的，信号处理器对接收到的第一校准信号S1n与第二校准信号S2n进行计算，将第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度、相位分别作差。
步骤d：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。
进一步的，步骤d还包括：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差
Figure BDA0001123735150000082
步骤f还包括：利用表达式
Figure BDA0001123735150000083
对第n路T/R组件进行相位校准，其中，Jn为相位校准值，
Figure BDA0001123735150000084
为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的相位差；
Figure BDA0001123735150000085
为仅第n路组件处于接收状态时，第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的相位差。
获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差
Figure BDA0001123735150000086
以对T/R组件进行接收幅度、相位校准。
步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，转步骤f’。
步骤f’：将n加1，转步骤b。
步骤e、f’具体可参见实施例一中的记载，在此不再赘述。
步骤f：利用表达式
Figure BDA0001123735150000087
对第n路T/R组件进行接收幅度校准。
本实施例提供的有源相控阵天线校准方法，通过对m路T/R组件中的第n路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以分别求得由校准源产生的第一校准信号S1n与经过分配器、耦合器、天线单元n、第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差
Figure BDA0001123735150000088
最后根据表达式
Figure BDA0001123735150000089
对第n路T/R组件进行接收幅度、相位校准，即实现对单路T/R组件接收幅度、相位校准。
实施例三
本实施例是在上述实施例的基础上进行的补充说明。
图3为根据本发明实施例三的有源相控阵天线校准方法的流程示意图，如图3所示，本实施提供的有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1。
步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态。
步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
步骤d：获取第一校准信号S1n与第二校准信号S2n的幅度差Δwn。
步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，转步骤f’。
步骤f’：将n加1，转步骤b。
步骤f：利用表达式对第n路T/R组件进行接收幅度校准。
上述步骤a-步骤f可参见实施例一、实施例二中的相应记载，在此不再赘述。
步骤g：控制m路T/R组件均处于接收状态。
控制m路T/R组件均处于接收状态，即m路T/R组件均可接收到信号。
步骤h：控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'，其中，N∈[1,m]。
进一步的，步骤h具体包括：控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给接收机；
第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将其发送给接收机；
控制接收机将第四校准信号S2'和第五校准信号S3N'发送给信号处理器；
控制信号处理器计算第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000092
具体的，校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络，从和差网络的和通道发出的为第四校准信号S2'，从和差网络的差通道发出的为第五校准信号S3'，第三校准信号S1'与第一校准信号S1n可相同，也可不同。第四校准信号S2'和第五校准信号S3'均发送给接收机，接收机为双通道接收机，接收机再将第四校准信号S2'和第五校准信号S3'通过不同的通道发送给信号处理器，信号处理器计算第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000093
步骤i：获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000094
从信号处理器中获取第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000101
步骤j：利用
Figure BDA0001123735150000102
对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。
本实施例提供的有源相控阵天线校准方法，在实现对单路T/R组件接收幅度、相位校准的同时，通过同时使m路T/R组件处于工作状态，使从校准源产生的第三校准信号S1'依次通过第n路T/R组件、和差网络，从和差网络的和通道发出第四校准信号S2'，从和差网络的差通道发出第五校准信号S3'，求得第四校准信号S2'与第五校准信号S3'的相位差
Figure BDA0001123735150000103
利用相位差
Figure BDA0001123735150000104
对和差网络的和、差通道进行接收相位校准。
实施例四
图4为根据本发明实施例四的有源相控阵天线校准方法的流程示意图，如图4所示，本实施例提供一种有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤101：设置X路T/R组件，初始化x＝1。
具体的，X为大于1的正整数，X的值就是表示几路T/R组件，X的具体数值可根据实际情况进行设置。初始化x＝1，使控制从第1路T/R组件开始。
步骤102：控制第x路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态。
具体可参见实施例一中对步骤b的描述。
步骤103：控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x。对于不同的n，第一校准信号S1x可相同，也可不同。
具体的，第一校准信号S1x经过和差网络的和通道进入和差网络，然后到达第x路T/R组件，最后到达校准源形成第二校准信号S2x。
步骤104：获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx。
具体的，获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx，用于后续对幅度进行校准。
步骤105：判断x是否等于X，若等于，转步骤106；若不等于，转步骤106’。
具体的，判断x是否等于X，用于判断此时是否对x路T/R组件均进行了单路T/R组件控制，使其处于接收状态，若等于X，说明已经完成了对所有T/R组件进行单路T/R组件控制，转步骤106，若x不等于X，转步骤106’。
步骤106’：将x加1，转步骤102。
具体的，将x加1，即控制第x+1路T/R组件处于接收状态，然后转步骤102执行。
步骤106：利用表达式
Figure BDA0001123735150000111
对第x路T/R组件进行发射幅度校准，其中，Fx为发射幅度校准值，Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的幅度差，j∈[1,X]；Δwx为仅第x路组件处于接收状态时，第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差。
具体的，以第一路T/R组件(下文用T/R1表示第一路T/R组件)处于接收状态为例进行说明，若m＝8，即有8路T/R组件，那么接收幅度校准值
Figure BDA0001123735150000112
对T/R1组件进行发射幅度校准，即在T/R1组件的发射信号的幅度值上加上F1的值。
本实施例提供的有源相控阵天线校准方法，通过对X路T/R组件中的第x路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以分别求得由发射机产生的第一校准信号S1x与第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成的第二校准信号S2x的幅度差Δwx，最后根据表达式
Figure BDA0001123735150000113
对第x路T/R组件进行发射幅度校准，即实现对单路T/R发射幅度校准。
实施例五
图5为根据本发明实施例五的有源相控阵天线校准方法的流程示意图，如图5所示，本实施例提供一种有源相控阵天线校准方法，包括：
步骤101：设置X路T/R组件，初始化x＝1。
步骤102：控制第x路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态。
步骤101、102具体可参见实施例四中的记载，在此不再赘述。
步骤103：控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x。
进一步的，步骤103具体包括步骤1031：控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、天线单元x、耦合器、分配器、校准源形成第二校准信号S2x。
具体的，每个T/R组件对应一个天线单元，天线单元x即对应第x路T/R组件的天线单元。由于只有第x路T/R组件处于接收状态，所以只有第x路T/R组件将信号发送给天线单元x，此时的信号由于经过了耦合器、分配器的传输，可能跟从发射机发射出来的第一校准信号S1x已经不同了，但是为了描述的方便，此处仍旧称为第一校准信号S1x，第一校准信号S1x从分配器到校准源之后发出的信号称为第二校准信号S2n。
进一步的，步骤103中，在步骤1031之后还包括：
步骤1032：控制接收机接收第二校准信号S2x。
控制接收机接收从校准源出来的第二校准信号S2x，接收机可为双通道接收机。
步骤1033：控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机。
具体的，控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机可在发射机将第一校准信号S1x发送至第x路T/R组件的同时，将第一校准信号S1x发送给接收机，也可在第一校准信号S1x传输的过程中，或者接收机接收到第二校准信号S1x之后，控制发射机将第一校准信号S1x发送给接收机，具体可根据实际情况进行设置，在此不做限定。
步骤1034：控制接收机将第一校准信号S1x和第二校准信号S2x发送给信号处理器。
具体的，第一校准信号S1x和第二校准信号S2x分别通过接收机的两个不同通道发送给信号处理器，信号处理器具有对接收到的信号进行处理的功能，如可为单片机或者DSP，在此不做限定。
步骤1035：控制信号处理器计算第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差
Figure BDA0001123735150000121
具体的，信号处理器对接收到的第一校准信号S1x与第二校准信号S2x进行计算，将第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度、相位分别作差。
步骤104：获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx。
进一步的，步骤104还包括：获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的相位差
Figure BDA0001123735150000131
相应的，步骤106还包括：利用表达式对第x路T/R组件进行相位校准，其中，Fx为发射幅度校准值，Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的幅度差，j∈[1,X]；Δwx为仅第x路组件处于接收状态时，第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差。
具体的，获取第一校准信号S1x与第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差
Figure BDA0001123735150000133
以对T/R组件进行发射幅度、相位校准。
步骤105：判断x是否等于X，若等于，转步骤106；若不等于，转步骤106’。
步骤106’：将x加1，转步骤102。
步骤106：利用表达式
Figure BDA0001123735150000134
对第x路T/R组件进行发射幅度校准。
本实施例提供的有源相控阵天线校准方法，通过对X路T/R组件中的第x路T/R组件分别单独进行控制，使其处于接收状态，同时控制其他路T/R组件处于断开状态，以分别求得由发射机产生的第一校准信号S1x与第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、天线单元x、耦合器、分配器、校准源形成的第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差
Figure BDA0001123735150000135
最后根据表达式
Figure BDA0001123735150000136
Figure BDA0001123735150000137
对第x路T/R组件进行发射幅度、相位校准，即实现对单路T/R发射幅度校准。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种有源相控阵天线校准方法，其特征在于，包括：
步骤a：设置m路T/R组件，初始化n＝1；
步骤b：控制第n路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态；
步骤c：控制校准源产生第一校准信号S1n，所述第一校准信号S1n经过第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n；
步骤d：获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn；
步骤e：判断n是否等于m，若等于，转步骤f；若不等于，将n加1，转步骤b；
步骤f：利用表达式
Figure FDA0002037302070000011
对第n路T/R组件进行接收幅度校准，其中，Fn为接收幅度校准值，Δwi为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的幅度差，i∈[1,m]。
2.根据权利要求1所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，
所述步骤d还包括：获取所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的相位差
Figure FDA0002037302070000012
所述步骤f还包括：利用表达式对第n路T/R组件进行相位校准，其中，Jn为相位校准值，
Figure FDA0002037302070000014
为仅第i路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1i与第二校准信号S2i的相位差。
3.根据权利要求2所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，步骤c具体包括：
控制校准源产生第一校准信号S1n，第一校准信号S1n经分配器发射到达耦合器；
控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n。
4.根据权利要求3所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，所述控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n，具体包括：
控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络；
控制所述和差网络的和通道端口输出第二校准信号S2n。
5.根据权利要求4所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，步骤c中，所述控制与第n路T/R组件连接的天线单元将从耦合器接收到的第一校准信号S1n发送至第n路T/R组件、和差网络形成第二校准信号S2n之后，还包括：
控制接收机接收所述第二校准信号S2n；
控制所述校准源将所述第一校准信号S1n发送给所述接收机；
控制所述接收机将所述第一校准信号S1n和所述第二校准信号S2n发送给信号处理器；
控制所述信号处理器计算所述第一校准信号S1n与所述第二校准信号S2n的幅度差Δwn、相位差
Figure FDA0002037302070000021
6.根据权利要求1-5任一所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，所述步骤f之后，还包括：
步骤g：控制m路T/R组件均处于接收状态；
步骤h：控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'；
步骤i：获取所述第四校准信号S2'与所述第五校准信号S3'的相位差
Figure FDA0002037302070000022
步骤j：利用相位差
Figure FDA0002037302070000023
对所述和差网络的和、差通道进行接收相位校准。
7.根据权利要求6所述的有源相控阵天线校准方法，其特征在于，所述步骤h具体包括：
控制校准源产生第三校准信号S1'，第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的和通道形成第四校准信号S2'并将其发送给接收机；
第三校准信号S1'经过m路T/R组件、和差网络的差通道形成第五校准信号S3'并将其发送给所述接收机；
控制所述接收机将所述第四校准信号S2'和所述第五校准信号S3'发送给信号处理器；
控制所述信号处理器计算所述第四校准信号S2'与所述第五校准信号S3'的相位差
Figure FDA0002037302070000031
8.一种有源相控阵天线校准方法，其特征在于，包括：
步骤101：设置X路T/R组件，初始化x＝1；
步骤102：控制第x路T/R组件处于接收状态，其他路T/R组件处于断开状态；
步骤103：控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x；
步骤104：获取所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的幅度差Δwx；
步骤105：判断x是否等于X，若等于，转步骤f；若不等于，将x加1，转步骤102；
步骤106：利用表达式
Figure FDA0002037302070000032
对第x路T/R组件进行发射幅度校准，其中，Fx为发射幅度校准值，Δwj为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的幅度差，j∈[1,X]。
9.根据权利要求8所述的一种有源相控阵天线校准方法，其特征在于，所述步骤104还包括：获取所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的相位差
Figure FDA0002037302070000033
所述步骤106还包括：利用表达式对第x路T/R组件进行相位校准，其中，Jx为相位校准值，
Figure FDA0002037302070000035
为仅第j路T/R组件处于接收状态时，第一校准信号S1j与第二校准信号S2j的相位差。
10.根据权利要求9所述的一种有源相控阵天线校准方法，其特征在于，步骤103中所述控制发射机产生第一校准信号S1x，第一校准信号S1x经过和差网络、第x路T/R组件、校准源形成第二校准信号S2x之后，步骤103还包括：
控制接收机接收所述第二校准信号S2x；
控制所述发射机将所述第一校准信号S1x发送给所述接收机；
控制所述接收机将所述第一校准信号S1x和所述第二校准信号S2x发送给信号处理器；
控制所述信号处理器计算所述第一校准信号S1x与所述第二校准信号S2x的幅度差Δwx、相位差
Figure FDA0002037302070000041
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