CN110412527A - 一种多通道宽频快速校准装置及快速校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半实物射频仿真系统多通道宽频快速校准领域，且公开了一种多通道宽频快速校准装置，包括：矢量网络分析仪，通过通道选择及功率自适应装置与馈电网络及天线阵列电性连接，所述馈电网络及天线阵列通过双路校准接收机与所述矢量网络分析仪电性连接；所述多通道宽频快速校准装置还包括校准计算机，通过控制网路分别与所述矢量网络分析仪、所述通道选择及功率自适应装置连接；本发明能够有效的降低原有校准系统所需的校准时间，减少操作人员不必要的重复性工作，提高工作效率。

Description

一种多通道宽频快速校准装置及快速校准方法

技术领域

本发明涉及半实物射频仿真系统多通道宽频快速校准领域，具体为一种多通道宽频快速校准装置及快速校准方法。

背景技术

随着雷达系统日趋复杂,在试验与鉴定中,仅仅依靠计算机求解所描述的仿真数学模型—纯分折性仿真和有限次数的飞行试验,往往不能获得令人满意的效果。促使将系统的若干硬件功能组合到仿真设备中所构成的半实物射频仿真应运而生。实践证明,这种由微机控制的系统仿真试验平台,可以在未开发射机的情况下,不受环境与条件的限制,反复运行各种试验软件,即可获得性能测试及精度检验结果,从而取代部分气球及飞机校飞,甚至实弹发射,又没有电波泄密的危险。在现代电子战争中,确实是一种既经济又可靠的试验方法,也是训练操作人员实战能力的有效工具。

射频仿真校准系统的主要作用就是对射频仿真系统中存在的误差进行测量和标校。它通过对馈电链路上的数控器件、阵面上的辐射天线以及天线之间的近场效应进行测试，来实现对射频仿真系统定位误差的补偿。因此，校准系统是整个射频仿真系统精度保证的重要的环节之一。校准系统的校准结果的优劣程度直接影响到整个仿真系统能否对目标进行有效的仿真。

现有技术1：本发明公开了一种射频仿真系统校准接收装置，其包括至少两个信号接收通道，每个信号接收通道都由微波天线、微波开关、参考信号、混频器、中频放大器组成。同时公开了一种基于该射频仿真系统的校准接收方法，该方法先采集得到校准信号，然后再对宽带接收天线的信号进行分析，最终实现对目标的定位。本发明的装置和方法可应用于多频段射频仿真校准系统，不仅可用于厘米波仿真系统，也可以用于毫米波仿真系统，应用范围广泛；本发明具有灵敏度高，动态范围大以及很的抗干扰能力强；本发明所提出的方法简单易行，由于接收的信号直接送入网络分析仪进行测量，测量速度快，测量精度高。

现有技术2：本实用新型涉及射频仿真系统领域，公开了一种射频仿真极化校准系统。本实用新型所述的射频仿真极化校准系统，包括校准高频头、顺序波束比较装置、矢量网络分析仪和校准计算机，所述校准高频头、顺序波束比较装置、矢量网络分析仪和校准计算机顺次连接；所述校准高频头和顺序波束比较装置电相连，所述矢量网络分析仪通过所述控制接口与所述校准计算机相连。本实用新型所述的射频仿真极化校准系统，可以对圆极化信号、垂直极化信号、水平极化信号和任意线极化信号的射频仿真阵列馈电系统和阵列天线进行标定和校准，具有快捷、准确的特点。

现有的射频仿真校准系统存在以下缺点：

1)采用单频点校准方式，进行多个频点的校准时需要反复测量多次。

2)每次测量一个通道，在进行多通道测量时需要工作人员更换。

3)单路接收并输出信号，采用顺序比较的方法，每次测量需要通过开关切换接收天线。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多通道宽频快速校准装置及快速校准方法，能够有效的降低原有校准系统所需的校准时间，减少操作人员不必要的重复性工作，提高工作效率。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种多通道宽频快速校准装置，包括：

矢量网络分析仪，通过通道选择及功率自适应装置与馈电网络及天线阵列电性连接，所述馈电网络及天线阵列通过双路校准接收机与所述矢量网络分析仪电性连接；

校准计算机，通过控制网路分别与所述矢量网络分析仪、所述通道选择及功率自适应装置连接；

所述通道选择及功率自适应装置包括单刀多掷开关、宽带放大器、程控衰减器、以太网控制板卡，其中所述单刀多掷开关通过预留直连接口与所述宽带放大器电性连接，所述宽带放大器与所述程控衰减器电性连接，其中所述以太网控制板卡分别与所述单刀多掷开关、所述程控衰减器电性连接；

所述双路校准接收机上设置有两个通道，所述两个通道均与所述矢量网络分析仪连接，所述两个通道均由喇叭天线、单刀4掷开关、放大器、隔离器组成，其中所述喇叭天线与所述单刀4掷开关电性连接，所述单刀4掷开关通过所述放大器与所述隔离器电性连接。

优选地，所述矢量网络分析仪选用4端口网络分析仪。

相应的，本发明的多通道宽频快速校准方法基于上述的多通道宽频快速校准装置，包括以下步骤：

S1：矢量网络分析仪发出幅相一致校准的信号；

S2：设置需要校准的天线列表；

S3：转动转台对准待测天线；

S4：切换通道；

S5：设置衰减值；

S6：矢量网络分析仪多频点频测量；

S7：判断是否需要改变衰减值，若改变衰减值，重复步骤S5至步骤S7操作，直到不需改变衰减值；

S8：判断是否需要测量下一通道，若需要测量下一通道，重复步骤S4至步骤S8操作，直到不需要测量下一通道；

S9：保存数据；

S10：判断是否最后一个天线，若不是最后一个天线，重复步骤S3至步骤S10操作，直到是最后一个天线，结束幅相一致校准。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种多通道宽频快速校准装置及快速校准方法，具备以下有益效果：

本发明采用远程控制通道切换的方式，测量过程中的自动切换通道，实现多通道同时测量；本发明用4通道的矢量网络分析仪扫频测量，在校准时1端口作为发射端口，2端口3端口作为接收端口，双路同时接收相比于单路接收节约一半的时间。

附图说明

图1为本发明的多通道宽频快速校准系统框图；

图2为本发明的通道选择及功率自适应原理框图；

图3为通道选择及功率控制的工作流程图；

图4为本发明的双路校准接收机原理框图；

图5为本发明的多通道多频点扫频幅相测量流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据图1至图4所示：一种多通道宽频快速校准装置，包括：矢量网络分析仪，通过通道选择及功率自适应装置与馈电网络及天线阵列电性连接，所述馈电网络及天线阵列通过双路校准接收机与所述矢量网络分析仪电性连接；所述通道选择及功率自适应装置包括单刀多掷开关、宽带放大器、程控衰减器、以太网控制板卡，其中所述单刀多掷开关通过预留直连接口与所述宽带放大器电性连接，所述单刀多掷开关选用单刀6掷开关或单刀4掷开关等等，所述宽带放大器与所述程控衰减器电性连接，其中所述以太网控制板卡分别与所述单刀多掷开关、所述程控衰减器电性连接；所述双路校准接收机上设置有两个通道，所述两个通道均与所述矢量网络分析仪连接，所述两个通道均由喇叭天线、单刀4掷开关、放大器、隔离器组成，其中所述喇叭天线与所述单刀4掷开关电性连接，所述单刀4掷开关通过所述放大器与所述隔离器电性连接；所述多通道宽频快速校准装置还包括校准计算机，通过控制网路分别与所述矢量网络分析仪、所述通道选择及功率自适应装置连接。

本实施例中，所述矢量网络分析仪选用4端口网络分析仪。

如图5所示，本实施例的基于一种多通道宽频快速校准方法，包括以下步骤：

S1：矢量网络分析仪发出幅相一致校准的信号；

S2：设置需要校准的天线列表；

S3：转动转台对准待测天线；

S4：切换通道；

S5：设置衰减值；

S6：矢量网络分析仪多频点频测量；

S7：判断是否需要改变衰减值，若改变衰减值，重复步骤S5至步骤S7操作，直到不需改变衰减值；

S8：判断是否需要测量下一通道，若需要测量下一通道，重复步骤S4至步骤S8操作，直到不需要测量下一通道；

S9：保存数据；

S10：判断是否最后一个天线，若不是最后一个天线，重复步骤S3至步骤S10操作，直到是最后一个天线，结束幅相一致校准。

本发明的工作模式为矢量网络分析仪发射信号，信号通过通道选择及功率自适应装置后由馈电网络及天线阵列辐射，双路校准接收机接收信号后进入矢量网络分析仪，测量双路信号的幅度和相位；根据测量的结果得到待测的馈电网络及天线阵列的幅相补偿表格。

综上所述，本发明的矢量网络分析仪用于信号输出及信号幅度相位测量；本发明的校准接收机用于选择并接收信号，校准接收机采用双路扫频测量的方式相比于顺序测量接收机可以有效的提高测量效率，减少测量时间，实现双路接收及扫频测量主要依靠双路校准接收机和4端口矢网组成双路扫频测量系统；本发明的通道选择及功率自适应装置用于通道切换及控制不同频点不同通道的输出功率，减少重复冗余的工作量，同时满足馈电网络及天线阵列的输入功率的要求；本发明的校准计算机用于控制各设备及分析储存测量结果；本发明根据所需校准的通道及所需校准的频段获取各自的衰减值，再设置程控衰减器，最后切换SP6T选通通道。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种多通道宽频快速校准装置，其特征在于，包括：

矢量网络分析仪，通过通道选择及功率自适应装置与馈电网络及天线阵列电性连接，所述馈电网络及天线阵列通过双路校准接收机与所述矢量网络分析仪电性连接；

校准计算机，通过控制网路分别与所述矢量网络分析仪、所述通道选择及功率自适应装置连接；

所述通道选择及功率自适应装置包括单刀多掷开关、宽带放大器、程控衰减器、以太网控制板卡，其中所述单刀多掷开关通过预留直连接口与所述宽带放大器电性连接，所述宽带放大器与所述程控衰减器电性连接，其中所述以太网控制板卡分别与所述单刀多掷开关、所述程控衰减器电性连接；

所述双路校准接收机上设置有两个通道，所述两个通道均与所述矢量网络分析仪连接，所述两个通道均由喇叭天线、单刀4掷开关、放大器、隔离器组成，其中所述喇叭天线与所述单刀4掷开关电性连接，所述单刀4掷开关通过所述放大器与所述隔离器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种多通道宽频快速校准装置，其特征在于：所述矢量网络分析仪选用4端口网络分析仪。

3.一种多通道宽频快速校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：矢量网络分析仪发出幅相一致校准的信号；

S2：设置需要校准的天线列表；

S3：转动转台对准待测天线；

S4：切换通道；

S5：设置衰减值；

S6：矢量网络分析仪多频点频测量；

S7：判断是否需要改变衰减值，若改变衰减值，重复步骤S5至步骤S7操作，直到不需改变衰减值；

S8：判断是否需要测量下一通道，若需要测量下一通道，重复步骤S4至步骤S8操作，直到不需要测量下一通道；

S9：保存数据；

S10：判断是否最后一个天线，若不是最后一个天线，重复步骤S3至步骤S10操作，直到是最后一个天线，结束幅相一致校准。