CN107340506B - 一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法：使用光纤延时设备完成天线远场收发通道校准，对于接收通道校准，一个发射通道发射，经光纤延时系统后，全部接收通道收，窄带完成配相，宽带完成频率校准及配相；对于发射通道校准，选用一个接收通道接收，依次遍历完所有发射通道，窄带完成配相，宽带完成频率校准及配相。本方法四项校准工作采用同样的物理连接方式，大大提高了试验效率；使用同一频率源产生信号，可靠性更高。

Description

一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体地说是一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法，用于相控阵雷达收发通道校准。

背景技术

宽带相控阵雷达具有波束扫描灵活、系统动态范围大、工作可靠性高、分辨率高等优点，是未来雷达发展的方向。而收发通道校准是雷达调试过程中的一项重要工作。收发通道校准，顾名思义，包括接收通道校准与发射通道校准，对于宽带相控阵雷达，又有其宽带模式。因此宽带相控阵雷达收发通道校准主要有四项校准工作，即接收窄带、接收宽带、发射窄带、发射宽带。

对应于这四项校准工作常采用的方法如下：

接收窄带：

远场放置一信号源产生发射信号，所有阵面同时接收。

接收宽带：

由于一般信号源很难产生带宽较宽(比如300MHz)信号，因此此时需要一高端信号源来产生所需宽带信号。

发射窄带：

方法1：依次打开发射通道，远场采用专用接收设备接收，在经过混频，AD采样，DDC后分析其数据。

方法2：采用矢量网络分析仪，从频综输出端接矢量网络分析仪输出端，矢网输入端接天线TR发射口，直接记录其发射通道相位差。但此方法不适用于宽带，且窄带测试效率低下。

发射宽带：

依次打开发射通道，远场采用能够产生300M带宽射频信号的专用接收设备接收，再经过混频，AD采样，DDC后分析其数据。此方法代价高。

本发明方法只需要使用光纤延时设备，就可以实现这四项远场通道校准工作，大大减少了测试工作量，也大大减少了所需设备成本。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法。

技术方案

一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将雷达车体调平，将光纤延时设备放置于符合雷达远场测试条件的水塔或其他平台之上，在光纤延时设备的信号输入输出端分别接一标准增益喇叭，根据收发通道的增益，通过使用衰减器，设置合理的光纤延时设备的输入输出幅度；

步骤2：对于接收窄带，选用一个发射通道发射窄带信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的配相码；

步骤3：对于接收宽带，选用一个发射通道发射宽带信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的频率时延补偿值；将频率时延补偿值补偿到各个接收通道，再重复上一操作，得到频率补偿过的信号，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的配相码；

步骤4：对于发射窄带，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道接收各个发射通道的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个发射通道的配相码；

步骤5：对于发射宽带，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道接收各个发射通道的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个发射通道的频率时延补偿值；将频率时延补偿值补偿到各个发射通道，再重复上一操作，得到频率补偿过的信号，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个通道的配相码。

有益效果

本发明提出的一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法，使用同样的物理连接方法，与现有方法相比，大大减少了试验所需的设备量，有效降低了试验成本，提高了试验效率，且由于使用同一频率源产生信号，可靠性更高。

附图说明

图1远场接收通道(宽窄带)校准常用方法连接示意图

图2远场发射通道(宽窄带)校准常用方法1连接示意图

图3发射通道(窄带)校准常用方法2连接示意图

图4本方法通道校准连接示意图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

参见图4，本发明方法对于四项校准工作采用同样的物理连接方式，在雷达天线的远场处架设一光纤延时设备(例如延时50us)，此设备信号输入输出端分别接一标准增益喇叭，合理的使用衰减器进行增益控制即可。

对于接收通道校准，窄带时，选用一个通道发射信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，通过对阵面接收数据进行处理分析，即可得到每个通道的相位值，从而得到校准数据；宽带时，同样采用一个发射通道发射宽带信号，经光纤延时设备后，所有通道同时采集宽带信号，再进行数据处理，首先得到宽带信号的频率时延校准值，校准频率之后，采用同样的方法再校宽带相位。

对于发射通道校准，窄带时，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道数据分析，得到每个发射通道的初始相位值，从而得到校准数据；宽带时，同样采用一个接收通道，同样的方法，依次遍历完所有发射通道，通过对数据分析，得到频率时延补偿值，补偿频率之后，通过同样的方法采集相位，进行宽带配相即可。

步骤1，如图4所示连接设备，将雷达车体调平，光纤延时设备放置于符合雷达远场测试条件的水塔或其他平台之上，根据收发通道的增益，通过使用衰减器，设置合理的光纤延时设备的输入输出幅度；

步骤2，对于接收窄带，选用一个通道发射窄带信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，通过对阵面接收数据进行处理分析，即可得到每个通道的相位值，从而得到校准数据；

步骤3，对于接收宽带，选用一个发射通道发射宽带信号，经光纤延时设备后，所有接收通道同时采集信号，对数据进行分析处理，首先得到频率时延校准值；烧写完校准频率数据之后，再采集频率校准过的宽带信号数据，对其进行分析处理得到配相数据，烧写之后便完成了对宽带接收通道的频率相位校准工作；

步骤4，对于发射窄带，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道数据分析，得到每个发射通道的初始相位值，从而得到校准数据；

步骤5，对于发射宽带，采用一个接收通道，与发射窄带类似，依次遍历完所有发射通道，通过对数据分析，得到频率时延补偿值，补偿频率之后，通过同样的方法采集相位，进行宽带配相即可。

本发明使用光纤延时设备来进行收发通道校准及宽带频率时延修正，不论对于接收通道校准或发射通道校准，也不论宽带或是窄带模式，本发明使用相同的物理连接方法，对于不同校准内容只是软件模式控制以及数据分析处理不同而已。

本宽带相控阵雷达收发通道校准的方法已经应用于某新体制多功能相控阵雷达项目上，经过实际测量和用户使用，试验结果表明：采用本发明方法进行宽带相控阵雷达通达校准工作，大大减少了试验所需的设备量，有效降低了试验成本；四项校准工作采用同样的物理连接方式，大大提高了试验效率；使用同一频率源产生信号，可靠性更高。

Claims (1)

1.一种宽带相控阵雷达收发通道校准的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将雷达车体调平，将光纤延时设备放置于符合雷达远场测试条件的水塔或其他平台之上，在光纤延时设备的信号输入输出端分别接一标准增益喇叭，根据收发通道的增益，通过使用衰减器，设置光纤延时设备的输入输出幅度；

步骤2：对于接收窄带，选用一个发射通道发射窄带信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的配相码；

步骤3：对于接收宽带，选用一个发射通道发射宽带信号，经光纤延时设备后，所有阵面同时接收，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的频率时延补偿值；将频率时延补偿值补偿到各个接收通道，再重复上一操作，得到频率补偿过的信号，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个接收通道的配相码；

步骤4：对于发射窄带，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道接收各个发射通道的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个发射通道的配相码；

步骤5：对于发射宽带，选用一个接收通道接收，依次使用每一个发射通道发射数据，经光纤延时设备返回至接收通道，直至遍历完所有发射通道，通过对这一接收通道接收各个发射通道的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个发射通道的频率时延补偿值；将频率时延补偿值补偿到各个发射通道，再重复上一操作，得到频率补偿过的信号，对接收的信号依次进行混频、AD采样和DDC，再对DDC后的数据进行计算得到各个通道的配相码。

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