CN110401474B - 一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统 - Google Patents

一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统，首先通过测量获取多个天线通道分别对应的至少十组幅相数据，然后将这些幅相数据转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，再确定出该电压幅度关系图的最大环带，并基于最大环带对幅相数据进行标准化处理，最后再对标准化后的幅相数据进行拟合，获得I电压值、Q电压值分别与所述标准幅相数据的拟合关系式；由此可以在VM控制过程中基于两个拟合关系式确定出控制生成预定幅度值、相位值的I电压值i1和Q电压值q1。可见，本申请实施例中的技术方案无需测量存储大量数据即可确定生成多类幅相效果的I电压值和Q电压值，具有提高存储资源利用率和扩大幅相效果多样性的技术效果。

Description

一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统
技术领域
本发明涉及相控阵天线控制数据处理技术领域，特别是涉及一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统。
背景技术
矢量调制器(Vector Modulator，简称：VM)是一种相控阵天线幅相控制器件，其通过将输入信号分解为I、Q两路电压，实现对相应相控阵天线通路的幅度和相位的控制。现有技术中，由于I/Q电压值和VM输出的幅度/相位值是一一对应关系，因此通常采用如下方式实现VM的幅相控制功能：
根据相控阵天线使用要求，按照一定的频率间隔、幅度间隔和相位间隔测量获取相应的I/Q数据，制成VM幅相控制表。在使用时通过既定的幅相数据而采用查表的方式查找到相应的I/Q数据，再通过VM生成该I/Q数据而达到控制形成该幅相效果的目的。
显然，采用该种方式会需要进行大量的数据存储，随着相控阵天线系统的应用需求增高，应用多样化程度增高，需要存储的数据量也在不断大幅上涨。然而，数据存储资源毕竟为有限，因此相控阵天线系统的数据存储量也存在着上限，进一步造成VM所能实现的幅相控制效果数量也为有限。
可见，现有技术中存在着因数据存储资源有限而造成矢量调制器的不同幅相控制效果数量受限的技术问题。
发明内容
本申请提供一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统，用以解决现有技术中存在着因数据存储资源有限而造成矢量调制器的不同幅相控制效果数量受限的技术问题。
本申请第一方面提供了一种相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法，应用于一相控阵天线系统，包括：
一种相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法，应用于一相控阵天线系统，其特征在于，包括：
获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，其中，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，且每个Q电压值q之间也相差2-20mV，M、N为自然数；
将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值；
确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，其中，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点；
对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a；
对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)；
基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1。
可选地，所述获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，包括：
测量获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0，1，2，…，M-1；q0＝0，1，2，…，N-1)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
可选地，所述基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i和Q电压值q，包括：
将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在寄存器中；
在接收到控制相控阵天线的第一通道生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1；
将所述I电压值i1和Q电压值q1发送到与所述第一通道对应的矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
本申请第二方面提供了一种相控阵天线系统，包括：
输入设备，用以获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)；
处理器，与所述输入设备连接，用以将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述电压幅度关系图的所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a，对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)，基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1，其中，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，每个Q电压值q之间也相差2-20mV，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点，M、N为自然数。
可选地，所述输入设备，用以输入测量获取的与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0，1，2，…，M-1；q0＝0，1，2，…，N-1)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
所述处理器，用以采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
可选地，所述相控阵天线系统还包括：
寄存器；
所述处理器，用以将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在所述寄存器中，在接收到控制相控阵天线的第一通道生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1，将所述I电压值i1和Q电压值q1发送到与所述第一通道对应的矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
本申请第三方面提供了一种计算机装置，所述装置包括处理设备，所述处理设备用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中的相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法首先通过测量获取相控阵天线系统中的多个天线通道分别对应的至少十组幅相数据，然后将这些幅相数据转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，再确定出该电压幅度关系图的最大环带MaxAmp(k)a，并基于最大环带MaxAmp(k)a对幅相数据进行标准化处理，最后再对标准化后的标准幅相数据进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式，以及Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式；由此可以在之后的VM控制过程中基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成预定幅度值、相位值的I电压值i1和Q电压值q1。可见，本申请实施例中的技术方案无需测量存储大量数据即可确定生成多类幅相效果的I电压值和Q电压值，具有提高存储资源利用率和扩大幅相效果多样性的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种相控阵天线系统的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种处于直角坐标系中的电压幅度关系图；
图4为本发明实施例提供的与图3中的电压幅度关系图对应的最大环带图；
图5是本发明实施例提供的一种相控阵天线矢量调制器控制电压的方法拟合出的曲线与实测结果的比较示意图。
具体实施方式
本申请提供一种相控天线矢量调制器控制电压确定方法及系统，用以解决现有技术中存在着因数据存储资源有限而造成矢量调制器的不同幅相控制效果数量受限的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本申请实施例中的相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法首先通过测量获取相控阵天线系统中的多个天线通道分别对应的至少十组幅相数据，然后将这些幅相数据转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，再确定出该电压幅度关系图的最大环带MaxAmp(k)a，并基于最大环带MaxAmp(k)a对幅相数据进行标准化处理，最后再对标准化后的标准幅相数据进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为，以及Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为；由此可以在之后的VM控制过程中基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成预定幅度值、相位值的I电压值i1和Q电压值q1。可见，本申请实施例中的技术方案无需测量存储大量数据即可确定生成多类幅相效果的I电压值和Q电压值，具有提高存储资源利用率和扩大幅相效果多样性的技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
请参考图1、图2、图3、图4、图5，本申请实施例一提供一种相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法，应用于一相控阵天线系统，包括：
步骤101：获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，其中，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，且每个Q电压值q之间也相差2-20mV；
所述频率点可以是指属于该相控阵天线系统的工作频率范围内的某一个频率值，也就是说，{AmpPhase0(i,q,k)a}用以表征通道a发出的波束所对应在频率值k上的幅度值、相位值，同时通过i，q的值可分别表征生成该幅度值和相位值的I电压值和Q电压值。
需要指出的是，由于M和N分别用以表征I电压的数量和Q电压的数量，因此M、N可以为自然数。进一步地，在“所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同”中，具体可以是指与每一个通道对应的至少十组幅相数据的频率点互不相同，例如，通道1对应了七组幅相数据A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，通道2对应了七组幅相数据a、b、c、d、e、f、g、h、i、j，其中，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各自所对应的频率点互不相同，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j各自所对应的频率点互不相同，而A、B、C、D、E、F、G、H、I、J各自所对应的频率点，相较于a、b、c、d、e、f、g、h、i、j各自所对应的频率点可能为相同、或部分相同、或互不相同。
由于本步骤中测量得到的幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中，每个I电压值i之间相差2-20mV，每个Q电压值q之间也相差2-20mV，同时每个通道所需测试得到的幅相数据为至少七组，因此可以使得本申请方案所需获得的基础数据量较现有技术更少。
步骤102：将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值；
本申请技术方案中所指的电压幅度关系图，可以指的是由幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)在直角坐标系中一一对应转化的点所组成的图形。例如在本申请实施例中，通过将由步骤101中得到的每个幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)中表征的数据一一对应转化为所述直角坐标系中的点，可以得到如图3所示的类漏斗状图形。
当然，在具体操作过程中，实际得到的电压幅度关系图还可能是其它形状的图形，本申请实施例中的技术方案不作任何图形样式的限制。
步骤103：确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，其中，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点；
请参考图3、图4，现有技术中可以采用多种软件功能模块从图3、图4中确定出所述最大环带以及对应的数学表达式，为了说明书的简洁在此就不一一赘述。
步骤104：对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a；
通过本步骤中的标准化处理，可以使得最终获得的计算式为以坐标系原点为基准的计算式，方便后期的计算利用，降低计算过程的复杂度。
步骤105：对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)；
在实际操作时，可以通过现有技术中的多种拟合算法或拟合处理软件，基于标准化处理后的标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a实现拟合处理，得到所述第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)及第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)，为了说明书的简洁，在此就不一一举例赘述。
而得到所述第一拟合关系式为及所述第二拟合关系式后，可以将其存放在相控阵天线系统的存储器中，方便随时调用计算。当然也可存储在远端控制平台中，根据不同的需求而实现远端自动计算控制。
步骤106：基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1。
在本步骤中，当确定出需要相控阵天线系统中的某一通道生成对应的幅度及相位波束后，则可以调用所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式，计算生成与需要的幅相数据所对应的I电压值和Q电压值，再通过控制相应通道的VM生成该I电压值和Q电压值，进而实现无需测量存储大量数据即可按照自动计算取值的方式生成相应幅度和相位的波束。
需要指出的是，在实际操作过程中，当由步骤101-步骤105中确定出了所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式后，步骤106可以依据所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式基于多种所需的幅度值重复执行，而无需再次执行步骤101-步骤105。请参考图5，图5是本申请实施例提供的一种相控阵天线矢量调制器控制电压的方法拟合出的曲线与实测结果的比较，可以看出采用本申请实施例中的方法所拟合出结果与实际结果非常接近，可以很好的实现对VM的高智能化、高精确度控制。
由此可见，本申请实施例中的相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法首先通过测量获取相控阵天线系统中的多个天线通道分别对应的至少十组幅相数据，然后将这些幅相数据转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，再确定出该电压幅度关系图的最大环带MaxAmp(k)a，并基于最大环带MaxAmp(k)a对幅相数据进行标准化处理，最后再对标准化后的标准幅相数据进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式，以及Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式；由此可以在之后的VM控制过程中基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成预定幅度值、相位值的I电压值i1和Q电压值q1。可见，本申请实施例中的技术方案无需测量存储大量数据即可确定生成多类幅相效果的I电压值和Q电压值，具有提高存储资源利用率和扩大幅相效果多样性的技术效果。
可选地，所述测量获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，包括：
测量获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0,1,2,...,M0-1；q0＝0,1,2,...,N-1；)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0,1,2,...,M0-1；q0＝0,1,2,...,N-1；)中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
通过采用插值法可以进一步提高最终得到的拟合关系式的精确度。
可选地，所述基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i和Q电压值q，包括：
将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在寄存器中；
在接收到控制生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1；
将所述I电压值i1和Q电压值q1和发送到矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
所述寄存器可以为安装设置在所述相控阵天线系统中的设备，也可以是远端的任意存储设备，只要是可用以存储并实现数据调用的设备都可以作为所述寄存器。
实施例二
请参考图2，本申请实施例二提供一种相控阵天线系统，包括：
输入设备201，用以获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)；
由于在实际操作时，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}可以是由测量设备测量得到，也可以是由存储有这些数据的其它设备输入该相控阵天线系统，因此，本申请技术方案中的输入设备可以是信号传输装置，也可以是测量设备，只要是可用以使相控阵天线系统获得所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}的装置都可以作为所述输入设备201。
处理器202，与所述输入设备连接，用以将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述电压幅度关系图的所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a，对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)，基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1，其中，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，每个Q电压值q之间也相差2-20mV，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点。
具体来讲，所述处理器202可以是通用的中央处理器(CPU)，也可以是特定应用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)，还可以是一个或多个用于控制程序执行的集成电路。
进一步的，所述处理器202还可以包括存储器，存储器的数量可以是一个或多个。存储器可以包括只读存储器(英文：Read Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)和磁盘存储器。
可选地，所述输入设备，用以输入测量获取的与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0,1,2,...,M0-1；q0＝0,1,2,...,N-1；)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0,1,2,...,M0-1；q0＝0,1,2,...,N-1；)中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
所述处理器，用以采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
可选地，所述相控阵天线系统还包括：
寄存器；
所述处理器，用以将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在所述寄存器中，在接收到控制生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1，将所述I电压值i1和Q电压值q1和发送到矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
前述图1实施例中的相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法，其各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的相控阵天线系统，通过前述对相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中相控阵天线系统的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请一实施例提供了一种计算机装置，所述装置包括处理设备，所述处理设备用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
本申请一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。进一步地，本申请技术方案中的各个方法步骤可以颠倒，变换先后顺序而依然落入本申请所涵盖的发明范围中。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种相控阵天线矢量调制器控制电压确定方法，应用于一相控阵天线系统，其特征在于，包括：
获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，其中，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，且每个Q电压值q之间也相差2-20mV，M、N为自然数；
将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值；
确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，其中，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点；
对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a；
对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)；
基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)，包括：
测量获取与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0，1，2，…，M-1；q0＝0，1，2，…，N-1)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i和Q电压值q，包括：
将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在寄存器中；
在接收到控制相控阵天线的第一通道生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1；
将所述I电压值i1和Q电压值q1发送到与所述第一通道对应的矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
4.一种相控阵天线系统，其特征在于，包括：
输入设备，用以获取所述相控阵天线系统中至少两个天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)；
处理器，与所述输入设备连接，用以将所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，(i＝0,1,2,...,M-1；q＝0,1,2,...,N-1；)转化为处于直角坐标系中的电压幅度关系图，确定所述电压幅度关系图的最大环带对应的数学表达式为MaxAmp(k)a，对所述电压幅度关系图中的幅度值进行以最大环带值归一的标准化处理，以使所述电压幅度关系图的所述极点移动到所述直角坐标系的原点，得到标准化处理后的标准幅相数据为{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a，对所述标准幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}/MaxAmp(k)a进行拟合，获得I电压值与所述标准幅相数据的第一拟合关系式为Vi(k)a＝fi(AmpPhase0(i,q,k)a)，获得Q电压值与所述标准幅相数据的第二拟合关系式为Vq(k)a＝fq(AmpPhase0(i,q,k)a)，基于所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式确定出控制生成第一幅度值、第一相位值的I电压值i1和Q电压值q1，其中，所述幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}包括幅度值、相位值、以及控制生成所述幅度值、相位值的I电压值i和Q电压值q，所述至少十组幅相数据分别对应的频率点k互不相同，且{AmpPhase0(i,q,k)a}中的每个I电压值i之间相差2-20mV，每个Q电压值q之间也相差2-20mV，所述直角坐标系的X轴和Y轴分别对应I电压值、Q电压值，所述直角坐标系的Z轴对应幅度值，所述最大环带为所述电压幅度关系图中以极点为顶点、最小圆为底面的圆锥体范围所包括的所有数据点，其中，所述极点为幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}中幅度值最小的数据在所述电压幅度关系图中对应的点，所述最小圆为基准面上以基础点为圆心，极小点与所述基础点的距离为半径的圆，所述基准面为经过电压幅度关系图上的极小点且平行于所述X轴和所述Y轴所在面的平面，所述基础点为所述极点在所述基准面上的垂直投影点，所述极小点为所述电压幅度关系图投影在所述基准面上的投影矩形的边上距离所述基础点最近的点，M、N为自然数。
5.如权利要求4所述的相控阵天线系统，其特征在于，所述输入设备，用以输入测量获取的与至少一个相控阵天线通道中的每个通道a分别发出的波束对应的至少十组幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}，(i0＝0，1，2，…，M-1；q0＝0，1，2，…，N-1)，其中，{AmpPhase0(i0,q0,k)a}中的每个I电压值i0之间至少相差20mV，且每个Q电压值q0之间也相差至少20mV；
所述处理器，用以采用插值法对幅相数据{AmpPhase0(i0,q0,k)a}进行插值加密处理获得幅相数据{AmpPhase0(i,q,k)a}，以使插值加密后的所述I电压值i之间、Q电压值q之间的差值小于等于5mV。
6.如权利要求4所述的控阵天线系统，其特征在于，所述相控阵天线系统还包括：
寄存器；
所述处理器，用以将所述第一拟合关系式和所述第二拟合关系式存储在所述寄存器中，在接收到控制相控阵天线的第一通道生成具有所述第一幅度值和所述第一相位值的控制指令后，从所述寄存器中调取所述第一拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的I电压值i1，以及从所述寄存器中调取所述第二拟合关系式以确定出与所述第一幅度值和所述第一相位值对应的Q电压值q1，将所述I电压值i1和Q电压值q1发送到与所述第一通道对应的矢量调制器，以使所述矢量调制器按照所述I电压值i1和Q电压值q1输出对应的控制电压。
7.一种计算机装置，其特征在于，所述装置包括处理设备，所述处理设备用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-3中任一权利要求所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述方法的步骤。
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