CN110554366A - 一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导引头幅相一致性自动校准方法方法和装置，包括：设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；选择校准模式，在对应校准模式下检测雷达每个通道的幅相参数；将检测到的幅相参数与预设的阈值比较，若合格存储并上传至控制台。转动雷达天线到预设角度，重复上述步骤，直到检测出所有工作频点的幅相参数并存储。本发明采用类远场坏境，通过软件设置校准系数达到不同的接收通道数据计算的目的，实现软件的快速自动校准。解决现有手动校准方式工作量大，容易引起错误的问题，具有校准精度高、操作便利、使用灵活、利于排故的优势，同时适合多频点大批量雷达校准调试，大大缩短校准工时。

Description

一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域。更具体地，涉及一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置。

背景技术

目前雷达采用的测角方法，一般采用比幅/比相法，为保证雷达对目标的精确跟踪，避免由于系统通道间不一致导致的测角偏差，需要对接收通道进行幅相一致性校准。对于数字和差体制的雷达，信号处理采集不同天线分区的信号，在信号处理的FPGA内完成和差处理后发送给DSP进行目标的检测和测角，因此雷达DSP软件无法得到原始和差之前的信号，无法利用软件计算结果进行通道校准。

一般雷达校准方法采用近场校准，即信号辐射探头放置在间距雷达天线2～4倍波长，使用该方法不同工作频率下角度偏差不同，而且两个极化的角度会存在偏差。主要原因是在天线面和校准探头在对准时由人工用直尺进行测量，且探头与喇叭之间的距离较短，由于天线的遮挡或探头与各天线四分区的距离差异，都会带来通道间的幅相误差。在幅相参数采集提取时，一般采用示波器、采集器等测试设备，逐个频点逐个极化采集每个接收通道信号进行分析，记录参数后通过手动录入方式写入雷达存储设备中，该方法校准工作量大，一套宽带极化雷达进行通道一致性校准需要耗费2～3天，需要长时间人工参与，容易出错，而且校准精度低。

因此，需要提供一种导引头多频点差方向图自动补偿方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置，通过类远场环境下，采用机械装置进行对准软件设置参数，得到每个通道的校准系数，解决现有手动校准方式工作量大，容易引起错误的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种导引头幅相一致性自动校准方法方法，包括：

S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；

S2、选择校准模式，在对应校准模式下检测雷达每个通道的幅相参数；

S3、将检测到的幅相参数与预设的阈值比较，若合格存储并上传至控制台。

S4、转动雷达天线到预设角度，重复步骤S2-S3，直到检测出所有工作频点的幅相参数并存储。

进一步的，步骤S1中，所述初始零位为雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时的位置。

进一步的，所述校准模式包括：

单水平模式：轮流开启水平通道；

单垂直模式：轮流开启垂直通道；

双极化模式：先轮流开启水平通道，后轮流开启垂直通道。

进一步的，步骤S2中，设置待检测的通道校准系数为“1”，其余通道系数为“0”，然后计算该通道的幅相参数。

进一步的，步骤S3中，所述幅相参数预设的阈值为：信噪比＞20，目标相位在-180度～180度。

进一步的，所述方法还包括：开启其中一个通道时采集多帧数据，存储每帧中幅度最大值点幅相参数，并从中选取连续三帧的幅相参数，若其中至少两帧的幅相参数在预设的阈值范围内，则判断该通道幅相参数有效。

进一步的，当判断该通道幅相参数有效后，选取其中三帧中任意一帧在预设阈值范围内的点幅相参数存储并上传至控制台。

本发明的一个实施例还公开了一种导引头幅相一致性自动校准装置，包括：控制台、导引头、目标模拟器、激光对准装置，所述导引头内设有雷达，在雷达上方和左右两侧对称位置各放置一个激光对准装置，用于雷达和目标模拟器完全精确对准。

进一步的，所述装置还包括扩音器，设置于目标模拟器上，所述扩音器中心与所述雷达中心在同一水平面，所述扩音器的端面与所述激光对准装置对应位置处设有三个小孔，当所述三个激光对准装置发出的光线同时穿过所述扩音器的三个小孔时所述雷达与所述目标模拟器精确对准。

本发明的一个实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机运行上述的方法。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案采用类远场坏境，通过软件设置校准系数达到不同的接收通道数据计算的目的，实现软件的快速自动校准。雷达软件改动量小，不需要另外加载测试程序进行校准测试。解决现有手动校准方式工作量大，容易引起错误的问题，具有校准精度高、操作便利、使用灵活、利于排故的优势，同时适合多频点大批量雷达校准调试，大大缩短校准工时。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1为本发明一种导引头幅相一致性自动校准方法流程示意图；

图2为本发明一种导引头幅相一致性自动校准装置示意图；

图3为本发明激光校准装置工作示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

一种导引头幅相一致性自动校准方法方法，包括：

S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；

S2、选择校准模式，在对应校准模式下检测雷达每个通道的幅相参数；

S3、将检测到的幅相参数与预设的阈值比较，若合格存储并上传至控制台。

S4、转动雷达天线到预设角度，重复步骤S2-S3，直到检测出所有工作频点的幅相参数并存储。

具体的，如图1所示，控制台装订界面中增加校准参数设置，添加校准按钮，通过点击“幅相校准”按钮，发送校准指令给雷达主控软件，主控软件收到校准指令后进入校准流程；增加“参数录入”指令，点击该指令，选择需要录入的幅相参数文件，将幅相参数文件下发给雷达主控用于flash烧写。

雷达软件接收测试台封装的参数(包括校准频率范围，校准距离)，当接收到校准指令后开始幅相校准流程。设置随动上电指令为“上电”，角度定位在方位0，俯仰0；根据装订参数控制各个分机工作，根据装订距离段，码型设置与正常流程一致，波门宽度采用跟踪波门宽度，波门起始设置为与装订近距一致，其他分机设置与正常流程相同；根据界面装订的工作极化打开对应通道，如水平极化下，第1帧打开通道1,打开方式是将该通道校准系数置“1”，其他通道置“0”，将校准系数下发给FPGA；可根据装订极化进行选择不同通道校准：本申请以8个通道为例，

“单水平”：轮流打开水平通道1、2、3、4通道，设置当前工作模式为水平模式；

“单垂直”：轮流打开垂直通道1、2、3、4通道，设置当前工作模式为垂直模式；

“双极化”：先打开水平1、2、3、4通道，后打开垂直1、2、3、4通道，设置当前工作模式与单极化相同，即打开水平通道时设置水平模式，打开垂直通道时设置为垂直模式；

完成一帧周期后，对积累数据按正常流程进行检测处理，保存幅度最大值点幅相参数。采用3判2原则，即连续完成3帧周期，若其中2帧及以上数据正确则判断该通道的幅相参数有效(正确条件：信噪比＞20，目标相位在-180°～180°)如果参数正常，则选取其中三帧中任意一帧在预设阈值范围内的一组点幅相参数写入Flash，并将结果打包上传控制台；如果数据异常，不满足预设要求，则置错误标志，不写Flash，仍将结果打包上传控制台。同样方法打开通道2，依次类推，遍历4个通道后接收处理板DSP返回目标信息报(峰值点的距离、幅度和相位)并进行保存。

通过软件更改雷达的工作频率，重复上述流程，直至遍历装订的所有工作频点，上报控制台校准结果，如果参数正确则同时将参数烧写flash。

软件在上电初始化中读取Flash数据，雷达正常工作时，根据工作频点下发对应的幅相参数给FPGA。搜索目标，测试不同频点，不同极化下的校准效果。如果测试目标角度在0.1°以内，则校准通过，保存该组系数文件中，否则重新校准。如果校准后重新上电出现角度异常、不同次上电角度不同等问题，则雷达状态存在问题，需对接收通道各分机进行排故。

当收到控制台参数录入指令后，对接收数据包进行校验，校验正常则写入Flash，并对写入Flash数据进行读操作，如果一致则上报录入正常，如果不一致，上报异常原因。

本发明的一个实施例还公开了一种导引头幅相一致性自动校准装置，包括：

1)天线口面与喇叭口面中心一致，水平距离为2.85米；

2)重量要求：台面重量≤50kg，升降支架重量≤80kg；

3)标志：台面型号、名称；制造单位名称；产品标识；

4)最大负载：大于等于150kg；

5)最大负载尺寸：400mm*600mm；

6)工作台面尺寸：600mm*600mm；

7)台面平面度：≤0.05mm

8)升降支架可连续调节工作台面高度，工作台面距离地面高度范围：0.8±0.25m；

9)使用温度：-20C～+35C；

10)台面孔位按用户要求；

11)地基平面度：≤0.05mm；

12)雷达工装上固定三个激光笔(雷达正上方放置一个，两侧对称各放置一个，三点构成等腰三角形)，当三束激光同时穿过喇叭端面的三个孔(直径)时，雷达和目标模拟器完全精确对准。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种导引头幅相一致性自动校准方法方法，其特征在于，包括：

S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；

S2、选择校准模式，在对应校准模式下检测雷达每个通道的幅相参数；

S3、将检测到的幅相参数与预设的阈值比较，若合格存储并上传至控制台。

S4、转动雷达天线到预设角度，重复步骤S2-S3，直到检测出所有工作频点的幅相参数并存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述初始零位为雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时的位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准模式包括：

单水平模式：轮流开启水平通道；

单垂直模式：轮流开启垂直通道；

双极化模式：先轮流开启水平通道，后轮流开启垂直通道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，设置待检测的通道校准系数为“1”，其余通道系数为“0”，然后计算该通道的幅相参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述幅相参数预设的阈值为：信噪比＞20，目标相位在-180度～180度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：开启其中一个通道时采集多帧数据，存储每帧中幅度最大值点幅相参数，并从中选取连续三帧的幅相参数，若其中至少两帧的幅相参数在预设的阈值范围内，则判断该通道幅相参数有效。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当判断该通道幅相参数有效后，选取其中三帧中任意一帧在预设阈值范围内的点幅相参数存储并上传至控制台。

8.一种导引头幅相一致性自动校准装置，其特征在于，包括：控制台、导引头、目标模拟器、激光对准装置，所述导引头内设有雷达，在雷达上方和左右两侧对称位置各放置一个激光对准装置，用于雷达和目标模拟器完全精确对准。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括扩音器，设置于目标模拟器上，所述扩音器中心与所述雷达中心在同一水平面，所述扩音器的端面与所述激光对准装置对应位置处设有三个小孔，当所述三个激光对准装置发出的光线同时穿过所述扩音器的三个小孔时所述雷达与所述目标模拟器精确对准。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机运行权利要求1-7中所述的方法。