CN107390192B - 相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法 - Google Patents

相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法，步骤如下：1），对发射通道测试，测试从波控到天线的发射通道幅相一致性，包括(1)测量幅度、相位差；（2）订正幅度、相位；（3）获得自动校准的基准；2)、接收通道测试,测量从天线到中频接收的接收通道幅度、相位，包括(1)测量幅度、相位;（2）订正幅度、相位;（3）获得自动校准的基准。本发明可以解决快速、简单地测量出通道之间幅度差、相位差等技术问题。

Description

相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法
技术领域
本发明涉及一种相控阵天气雷达技术。
背景技术
相控阵天气雷达是多接收、发射通道的雷达，各通道之间的相位、幅度一致性是雷达探测精度、威力的基础，要使通道之间具有良好的一致性，首先是要测量出通道之间幅度差、相位差。但往往这种测量需要耗费较长的时间和较高的费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法，以解决快速、简单地测量出通道之间幅度差、相位差等技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法，
1），对发射通道测试，测试从波控到天线的发射通道幅相一致性；
偏馈抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离，相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合；被测整机天线发射出的射频信号经过抛物面汇聚到馈源，经衰减器接入矢网仪，矢网仪另一端接被测整机送出的射频信号；
(1)测量幅度、相位差
通过PC端的上位机调试软件控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差，并记录此组数据；测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N个通道测试完成，获得N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N；
（2） 订正幅度、相位
利用N组幅度值Ai ，其中i=1,2,3,…N，计算各通道之间幅度差dAj，相位差dQj
dAj=A1-Ai ，其中i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1
dQj=Q1-Qi ，其中i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1
将dAj、dQj存入被测整机，对2-N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致；
（3）获得自动校准的基准
再次通过PC端的上位机调试软件控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差dA1,dQ1;同时，被测整机信号处理器测量同一TR得接收通道的幅度AR1、相位QR1;并记录此组数据;测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N个通道测试完成，获得N组幅度、相位值Ai,Qi，ARi,QRi ，其中i=1,2,3,…N; 如果Ai之间差值小于期望值（如1）,Qi之间差值小于期望值（如5）,这组幅度ARi、相位QRi值就是自动校准的基准值;
2)、接收通道测试,测量从天线到中频接收的接收通道幅度、相位;
(1)测量幅度、相位;
抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离，相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合;信号发生器发出被测整机工作频率的射频信号，经馈源辐射到抛物面上变成平面波，被测整机天线接收到后，送到N个接收通道，经信处采集到N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N;
（2）订正幅度、相位;
利用N组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)，计算各通道之间幅度差dAj、相位差dQj
dAj=A1-Ai (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
dQj=Q1-Qi (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
将dAj、dQj存入被测整机，对2-N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致；
（3）获得自动校准的基准
再次开启信号发生器，被测整机信号处理器采集N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N；如果Ai之间差值小于期望值（如1）,Qi之间差值小于期望值（如5），关闭信号源，被测整机进行校准测试，测得N组幅度、相位值；这组幅度、相位值就是自动校准的基准值。
本发明所述的测量方法，为了保证通道之间具有良好的一致性，能够快速、简单和低成本的测量出通道之间幅度差、相位差，进一步提升雷达探测的精度。
附图说明
图1是本发明的整机发射通道测试原理框图。
图2是本发明的整机接收半定量室外测试原理框图。
具体实施方式
本发明的具体工作原理和方法如下：
1、发射通道测试
发射通道测试主要用于测试从波控到天线的发射通道幅相一致性。采用图1所示测试方法。偏馈抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离（约几米），相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合。被测整机天线发射出的射频信号经过抛物面汇聚到馈源，经衰减器接入矢网仪，矢网仪另一端接被测整机送出的射频信号。
单通道测试
(1)测量幅度、相位差
通过PC端的上位机调试软件（波控）控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差。并记录此组数据。测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N（如64）个通道测试完成，获得64组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)。
（2） 订正幅度、相位
利用N（如64）组幅度值Ai (i=1,2,3,…N)，计算各通道之间幅度差dAj、相位差dQj
dAj=A1-Ai (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
dQj=Q1-Qi ，其中i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1
将dAj、dQj存入被测整机，对2-N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致。
（3） 获得自动校准的基准
再次通过PC端的上位机调试软件（波控）控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差dA1,dQ1。同时，被测整机信号处理器测量同一TR得接收通道的幅度、相位AR1,QR1。并记录此组数据。测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N（如64）个通道测试完成，获得64组幅度、相位值Ai,Qi，ARi,QRi (i=1,2,3,…N)。如果Ai,Qi之间差值小于期望值。这组幅度、相位ARi,QRi值就是自动校准的基准值。
2、接收通道测试
(1)测量幅度、相位
接收通道测试主要用于测量从天线到中频接收的接收通道幅度、相位。采用图2所示测试方法。抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离（约几米），相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合。信号发生器发出被测整机工作频率的射频信号，经馈源辐射到抛物面上变成平面波，被测整机天线接收到后，送到N（如64）个接收通道，经信处采集到N（如64）组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)。
（2）订正幅度、相位
利用N（如64）组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)，计算各通道之间幅度差、相位差
dAj=A1-Ai (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
dQj=Q1-Qi (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
将dAj、dQj存入被测整机，对2-N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致。
（3）获得自动校准的基准
再次开启信号发生器，被测整机信号处理器采集N（如64）组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)；如果Ai,Qi之间差值小于期望值；关闭信号源，被测整机进行校准测试，测得N（如64）组幅度、相位值。这组幅度、相位值就是自动校准的基准值。

Claims (1)

1.一种相控阵天气雷达快速幅度、相位一致性测量方法，步骤如下：
1），对发射通道测试，测试从波控到天线的发射通道幅相一致性；
偏馈抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离，相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合；被测整机天线发射出的射频信号经过抛物面汇聚到馈源，经衰减器接入矢网仪，矢网仪另一端接被测整机送出的射频信号；
（1）测量幅度、相位差
通过PC端的上位机调试软件控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差，并记录此组数据；测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N个通道测试完成，获得N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N；
（2）订正幅度、相位
利用N组幅度值Ai ，其中i=1,2,3,…N，计算各通道之间幅度差dAj，相位差dQj
dAj=A1-Ai ，其中i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1
dQj=Q1-Qi ，其中i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1
将dAj、dQj存入被测整机，对2---N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致；
（3）获得自动校准的基准
再次通过PC端的上位机调试软件控制被测整机的发射机，首先打开发射机第1通道，关闭其他通道，调整可调衰减器至合适值，通过矢网仪测量抛物面天线馈源与被测整机提供的参考信号之间的幅度相位差dA1,dQ1;同时，被测整机信号处理器测量同一TR得接收通道的幅度AR1、相位QR1;并记录此组数据;测试完第一通道后，换取下一通道进行测试，直到N个通道测试完成，获得N组幅度、相位值Ai,Qi，ARi,QRi ，其中i=1,2,3,…N;如果Ai之间差值小于期望值,Qi之间差值小于期望值,这组幅度ARi、相位QRi值就是自动校准的基准值;
2)、接收通道测试,测量从天线到中频接收的接收通道幅度、相位;
（1）测量幅度、相位;
抛物面天线跟相控阵天线在空间上拉开一定距离，相控阵天线阵面法线要与抛物面天线轴线重合;信号发生器发出被测整机工作频率的射频信号，经馈源辐射到抛物面上变成平面波，被测整机天线接收到后，送到N个接收通道，经信处采集到N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N;
（2）订正幅度、相位;
利用N组幅度、相位值Ai,Qi(i=1,2,3,…N)，计算各通道之间幅度差dAj、相位差dQj
dAj=A1-Ai (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
dQj=Q1-Qi (i=2,3,4…N;j=1,2,3,..N-1)
将dAj、dQj存入被测整机，对2---N通道进行幅度、相位订正，使得N个通道幅度、相位一致；
（3）获得自动校准的基准
再次开启信号发生器，被测整机信号处理器采集N组幅度值Ai、相位值Qi，其中i=1,2,3,…N；如果Ai之间差值小于期望值,Qi之间差值小于期望值，关闭信号源，被测整机进行校准测试，测得N组幅度、相位值；这组幅度、相位值就是自动校准的基准值。
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