CN110568414A - 基于w波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统及方法，包括：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；所述基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，还包括控制系统；包括：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块满足阵列的补偿需求；本发明拓展现有半实物仿真系统在W频段实现半实物仿真的目标模拟精度，系统简单、造价低廉。

Description

基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法及系统

技术领域

本发明涉及雷达领域，具体地，涉及一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法及系统，特别涉及一种基于W波段雷达系统的半实物仿真系统延时校准方法及系统。

背景技术

为了提高雷达系统的探测、跟踪性能，雷达的工作频段覆盖范围越来越广，目前典型的工作频段已经覆盖了W波段。为了对W波段雷达系统设计进行验证考核，需要一种频段可覆盖W波段半实物仿真验证方法用于模拟雷达所面临的W波段目标(包含环境)信息。

目前空间辐射的仿真方式需要构建阵面目标模拟系统，系统通过辐射天线的选择和各个天线辐射信号的控制模拟辐射目标的空间位置变化，实现弹目相对运动仿真，期间各个天线辐射信号的相位需保持一致才能精准的模拟目标运动通常相位校准的前提是各个天线到被试雷达的距离严格一致，但是W波段波长较短，通过物理位置调整实现天线间距离严格一致(误差小于3mm)比较困难，在此条件下，采用传统的移相方法来保证三元组辐射信号的相位一致性实现困难(参考下面的例子)。本发明所涉及的数字射频阵列利用系统后端的数字信号处理模块，通过设计可变分数延时滤波器调整每个天线辐射信号的延时，从而保证三元组辐射信号的相位一致性，最终实现对雷达系统在不同工作频率下的模拟辐射目标的空间位置，同时可以降低仿真系统的复杂度和构建成本，并能够缩短研制周期。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法及系统。

根据本发明提供的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，包括：

飞行转台：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；

自闭环延时测试模块：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

所述基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，还包括控制系统；

所述控制系统包括：

模块1：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

模块2：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

模块3：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求；

所述延时补偿映射模型：对阵列天线中所有的延时误差值进行延时补偿的模块；

所述数字射频阵列系统：指定三元组天线模拟目标信号的运动；

所述可变分数延时模块：对输入的射频信号进行延时，延时量可调节，延时的最小步进小于延时模块工作的时钟周期；

所述自闭环延时测量模块：发射和接受信号。

2、根据权利要求1所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述自闭环延时测试模块包括：

自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求；

所述计算机实时控制模块：计算机实时控制的模块。

优选地，所述模块1包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时；

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块。

优选地，所述模块2包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

令模块1、模块2重复操作，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述延时误差模型：延时误差的模型。

优选地，所述模块3包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。

优选地，所述计算机实时控制模块：

设置计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行实时调试，包括：实时远控飞行转台指向待测天线、实时控制自闭环延时测量模块发射和接受回波信号、实时控制目标信号处理模块转发自闭环模块的发射信号；实时远控可变分数延时模块加载自延时误差补偿模型数据；实时远控数字射频阵列系统选定待测天线；计算机实时控制模块根据输入待测天线坐标以及自闭环延时测量模块发射的信号实时控制数字射频阵列系统、阵列天线、目标信号处理模块、可变分数延时模块、飞行转台、自闭环延时测量模块的工作时序和信息交互；并结合上述模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验；

所述自闭环延时测量模块包括：

发射和接收信号的模块，设置发射的信号频率，接收到信号之后计算出信号的相位；通过发射两个频率的信号并计算回波信号的相位来确定空间绝对延时误差；

所述数字射频阵列系统包括：

数字射频阵列系统包括信号源、粗控模块、三元组天线，由信号源直接输出三路信号，三路信号经过可变分数延时模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标信号的运动；

所述延时补偿映射模型：

根据阵列天线的所有延时误差值，搜索到最大的延时误差值，用最大延时误差值分别与各个天线的延时误差值做差，得到相对延时误差值，最后将天线的坐标与相对延时误差值一一对应，生成延时补偿映射模型。

根据本发明提供的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，运用上述任一项所述的基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统执行如下步骤：

步骤1：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；

步骤2：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

步骤3：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

步骤4：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

步骤5：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求。

优选地，所述步骤2包括：

自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求。

优选地，所述步骤3包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时。

优选地，所述步骤4包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

重复步骤3、步骤4，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述步骤5包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明拓展现有半实物仿真系统在W频段实现半实物仿真的目标模拟精度，系统简单、造价低廉。

2、本发明克服了现有技术系统复杂、硬件指标要求高、造价昂贵等不足。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为W波段雷达系统的半实物仿真系统延时校准方法及系统原理框图；

图2为三元组天线结构示意图；

图3为三元组天线发射脉冲调制信号空间延时示意图；

图4为三元组天线发射线性调频信号空间延时示意图。

图中示出：

1-是自闭环延时测量模块；

2-是飞行转台；

3-是计算机实时控制模块；

4-是数字信号处理模块；

5-是可变分数延时模块；

6-是阵列天线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种W波段雷达系统的半实物仿真系统延时校准方法和系统，利用数字射频阵列后端的数字信号处理模块设计可变分数延时模块，调整每个天线辐射信号的延时，实现宽波段目标位置的模拟，提高半实物仿真试验系统的波段覆盖面，减少半实物仿真系统的构建成本。

本发明提供一种宽频段雷达半实物仿真系统延时校准方法及系统，通过数字射频阵列中的可变分数延时模块调整阵列天线位置误差引起的传输延时，并通过自闭环延时测量模块验证补偿结果，保证三元组辐射的射频信号相位一致一致性，实现对雷达半实物仿真系统在不同工作频率下的模拟辐射目标的空间位置，最终实现对雷达制导系统在不同工作频率下的探测、跟踪目标等能力进行检测。

根据本发明提供的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，包括

飞行转台：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；天线坐标是以转台回转中心为原点看过去，待测阵列天线的俯仰角和偏航角。

自闭环延时测试模块：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

具体地，自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求；

所述基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，还包括控制系统；

控制系统包括：

模块1：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

具体地，所述模块1包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时；

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块；

模块2：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

具体地，所述模块2包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

令模块1、模块2重复操作，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述延时误差模型：延时误差的模型。

模块3：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求；

具体地，所述模块3包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。

所述延时补偿映射模型：对阵列天线中所有的延时误差值进行延时补偿的模块；

具体地，根据阵列天线的所有延时误差值，搜索到最大的延时误差值，用最大延时误差值分别与各个天线的延时误差值做差，得到相对延时误差值，最后将天线的坐标与相对延时误差值一一对应，生成延时补偿映射模型。

例如，假设已经得到所有天线的延时误差值{t1,t2,…tn}；搜索到最大的误差值即T＝Max{t1,t2,…tn}，用最大值T分别于各个天线的延时误差做差，得到相对延时误差，即{Δt1,Δt2,…Δtn},最后将天线的坐标即俯仰、偏航值与相对延时误差一一对应，生成补偿映射模型，如1号天线的坐标为(0°，0°)相对延时值为Δt1。

所述数字射频阵列系统：指定三元组天线模拟目标信号的运动；

具体地，数字射频阵列系统包括信号源、粗控模块、三元组天线，由信号源直接输出三路信号，三路信号经过可变延时补偿模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标信号的运动；

更为具体地，数字射频阵列系统是相对与传统的射频阵列系统而言的，传统的射频阵列系统由信号源、精控模块、粗控模块以及天线组成；传统的射频阵列系统由信号源发出一路信号，经过功分器分成三路给精控模块，精控模块通过调整三路信号的幅度与相位实现三元组信号的控制，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。数字射频阵列系统则没有精控模块，由信号源(即图1中的数字信号处理模块)直接输出三路信号(每一路信号都可以由信号源单独控制幅度相位)，三路信号经过可变延时补偿模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。

所述自闭环延时测量模块：发射和接受信号的模块。

具体地，所述自闭环延时测试模块包括：

发射和接收信号的模块，设置发射的信号频率，接收到信号之后计算出信号的相位；通过发射两个频率的信号并计算回波信号的相位来确定空间的延时；

例如：假设通道的绝对延时为τ₀，测量的频点f₁、f₂下的相位分别为则

当m＝n时，存在公式

即

f₁-f₂≤1/τ₀

假设空间传输路径约为15米，电磁波传播的速度为3e8m/s，则时间延时最大为50ns，微波链路延时为ns量级，因此绝对延时最大为60ns量级，由此可以估计出f₁-f₂≤16MHz，选择两个频率差小于16MHz的频率即可测出绝对时延(ΔΦ＝Φ1-Φ2)。

所述计算机实时控制模块：计算机实时控制的模块。

具体地所述计算机实时控制模块包括：

设置计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行实时调试，包括实时远控飞行转台指向待测天线；实时控制自闭环延时测量模块发射和接收回波信号；实时控制目标信号处理模块转发自闭环模块的发射信号；实时远控可变分数延时模块加载自延时误差补偿模型数据；实时远控阵列系统选定待测天线；计算机实时控制模块根据输入待测天线坐标以及自闭环延时测量模块发射的信号实时控制数字射频阵列系统、阵列天线、目标信号处理模块、可变分数延时模块、飞行转台、自闭环延时测量模块的工作时序和信息交互；并结合上述模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验；系统原理组成框图如图1所示。

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块。

所述延时误差模型：延时误差的模型。

所述可变分数延时模块：可变分数延时的模块；

一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，运用上述所述的基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统执行如下步骤：

步骤1：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；天线坐标是以转台回转中心为原点看过去，待测阵列天线的俯仰角和偏航角。

步骤2：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

具体地，自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求；

步骤3：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

具体地，所述步骤3包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时；

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块；

步骤4：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

具体地，所述步骤4包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

令模块1、模块2重复操作，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述延时误差模型：延时误差的模型。

步骤5：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求；

具体地，所述步骤5包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。

所述延时补偿映射模型：对阵列天线中所有的延时误差值进行延时补偿的模块；

具体地，根据阵列天线的所有延时误差值，搜索到最大的延时误差值，用最大延时误差值分别与各个天线的延时误差值做差，得到相对延时误差值，最后将天线的坐标与相对延时误差值一一对应，生成延时补偿映射模型。

例如，假设已经得到所有天线的延时误差值{t1,t2,…tn}；搜索到最大的误差值即T＝Max{t1,t2,…tn}，用最大值T分别于各个天线的延时误差做差，得到相对延时误差，即{Δt1,Δt2,…Δtn},最后将天线的坐标即俯仰、偏航值与相对延时误差一一对应，生成补偿映射模型，如1号天线的坐标为(0°，0°)相对延时值为Δt1。

所述数字射频阵列系统：指定三元组天线模拟目标信号的运动；

具体地，数字射频阵列系统包括信号源、粗控模块、三元组天线，由信号源直接输出三路信号，三路信号经过可变延时补偿模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标信号的运动；

更为具体地，数字射频阵列系统是相对与传统的射频阵列系统而言的，传统的射频阵列系统由信号源、精控模块、粗控模块以及天线组成；传统的射频阵列系统由信号源发出一路信号，经过功分器分成三路给精控模块，精控模块通过调整三路信号的幅度与相位实现三元组信号的控制，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。数字射频阵列系统则没有精控模块，由信号源(即图1中的数字信号处理模块)直接输出三路信号(每一路信号都可以由信号源单独控制幅度相位)，三路信号经过可变延时补偿模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。

所述自闭环延时测量模块：发射和接受信号的模块。

具体地，所述自闭环延时测试模块包括：

发射和接收信号的模块，设置发射的信号频率，接收到信号之后计算出信号的相位；通过发射两个频率的信号并计算回波信号的相位来确定空间的延时；

例如：假设通道的绝对延时为τ₀，测量的频点f₁、f₂下的相位分别为则

当m＝n时，存在公式

即

f₁-f₂≤1/τ₀

假设空间传输路径约为15米，电磁波传播的速度为3e8m/s，则时间延时最大为50ns，微波链路延时为ns量级，因此绝对延时最大为60ns量级，由此可以估计出f₁-f₂≤16MHz，选择两个频率差小于16MHz的频率即可测出绝对时延(ΔΦ＝Φ1-Φ2)。

所述计算机实时控制模块：计算机实时控制的模块。

具体地所述计算机实时控制模块包括：

设置计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行实时调试，包括实时远控飞行转台指向待测天线；实时控制自闭环延时测量模块发射和接收回波信号；实时控制目标信号处理模块转发自闭环模块的发射信号；实时远控可变分数延时模块加载自延时误差补偿模型数据；实时远控阵列系统选定待测天线；计算机实时控制模块根据输入待测天线坐标以及自闭环延时测量模块发射的信号实时控制数字射频阵列系统、阵列天线、目标信号处理模块、可变分数延时模块、飞行转台、自闭环延时测量模块的工作时序和信息交互；并结合上述模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验；系统原理组成框图如图1所示。

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块。

所述延时误差模型：延时误差的模型。

所述可变分数延时模块：可变分数延时的模块；

下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。

优选例1：

步骤一：根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的工作频段、波束宽度、增益等指标，使其满足接收射频信号的实际需求；具体定义形式是：以转台回转中心为原点看过去，待测阵列天线的俯仰角和偏航角。

步骤二：将自闭环延时测量模块固定在飞行转台上，使自闭环延时测量模块的天线与转台的回转中心重合，通过计算机指令控制飞行转台指向带测试的阵列天线，与阵列天线法线对齐，接收阵列辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

步骤三：根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设计自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；

步骤四：根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算该天线的空间绝对延时误差，重复步骤1～4，得到每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

步骤五：根据雷达系统的工作时序，设计可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow原理，设计模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，使其满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

步骤六：设计计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行调试，结合其它模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验。

所述延时补偿映射模型：对阵列天线中所有的延时误差值进行延时补偿的模块；

举例，假设已经得到所有天线的延时误差值{t1,t2,…tn}；搜索到最大的误差值即T＝Max{t1,t2,…tn}，用最大值T分别于各个天线的延时误差做差，得到相对延时误差，即{Δt1,Δt2,…Δtn},最后将天线的坐标即俯仰、偏航值与相对延时误差一一对应，生成补偿映射模型，如1号天线的坐标为(0°，0°)相对延时值为Δt1。

所述数字射频阵列系统：指定三元组天线模拟目标的运动；如图2所示，为三元组天线结构示意图；如图3所示，为三元组天线发射脉冲调制信号空间延时示意图；如图4所示，为三元组天线发射线性调频信号空间延时示意图。

数字射频阵列系统是相对与传统的射频阵列系统而言的，传统的射频阵列系统由信号源、精控模块、粗控模块以及天线组成；传统的射频阵列系统由信号源发出一路信号，经过功分器分成三路给精控模块，精控模块通过调整三路信号的幅度与相位实现三元组信号的控制，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。数字射频阵列系统则没有精控模块，由信号源(即图1中的数字信号处理模块)直接输出三路信号(每一路信号都可以由信号源单独控制幅度相位)，三路信号经过可变分数延时模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标的运动。所述粗控模块为射频仿真领域的公知常识，它由多路开关矩阵组成，开关矩阵的输出端与阵面上所有的天线相连，打开合适的开关可将三路信号与最终要模拟目标位置的三个天线的传输路径选通，这样信号可以通过粗控模块选通的这一条支路传输到天线。延时补偿映射模型生成每个天线的需要的延时补偿量，计算机实时控制模块再将模拟当前目标位置所需要的三个天线的延时补偿量送给可变分数延时模块。

所述自闭环延时测量模块：发射和接受信号的模块；

假设通道的绝对延时为τ₀，测量的频点f₁、f₂下的相位分别为则

当m＝n时，存在公式

即

f₁-f₂≤1/τ₀

假设空间传输路径约为15米，电磁波传播的速度为3e8m/s，则时间延时最大为50ns，微波链路延时为ns量级，因此绝对延时最大为60ns量级，由此可以估计出f₁-f₂≤16MHz，选择两个频率差小于16MHz的频率即可测出绝对时延(ΔΦ＝Φ1-Φ2)。

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块；

所述计算机实时控制模块：计算机实时控制的模块。

优选例2：

本发明要解决的技术问题是提供一种W波段雷达系统的半实物仿真系统延时校准方法，利用数字射频阵列后端的数字信号处理模块设计可变分数延时模块，调整每个天线辐射信号的延时，实现宽波段目标位置的模拟，提高半实物仿真试验系统的波段覆盖面，减少半实物仿真系统的构建成本。

宽频段数字射频阵列延时误差校准补偿方法的实施包含数字射频阵列系统、固定阵列天线、目标信号处理模块、可变分数延时模块、飞行转台、自闭环延时测量模块、计算机实时控制模块，具体来说，飞行转台固定的在数字射频阵列的回转中心位置，指向需要测量的天线坐标；自闭环延时测量模块安装在飞行转台上，自闭环延时测量模块的接收天线口面与转台回转中心重合，自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时；计算机实时控制模块根据输入信号实时控制其它各个模块的工作时序和信息交互。系统原理组成框图如图1所示。

本发明通过如下步骤实现：

1.设计自闭环延时测量模块工装支架，使其能够固定在飞行转台上，且自闭环延时测量模块的天线口面与转台回转中心重合；

2.设计利用自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法，使其能够测出阵面上指定天线的延时误差；

3.设计可变分数延时模块，使其满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度；

4.利用自闭环延时测量模块建立数字射频阵列的延时补偿映射模型；

5.根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使其满足阵列的补偿需求；

6.设计计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行调试。

本发明提供一种宽频段雷达半实物仿真系统延时校准方法，通过数字射频阵列中的可变分数延时模块调整阵列天线位置误差引起的传输延时，并通过自闭环延时测量模块验证补偿结果，保证三元组辐射的射频信号相位一致一致性，实现对雷达半实物仿真系统在不同工作频率下的模拟辐射目标的空间位置，最终实现对雷达制导系统在不同工作频率下的探测、跟踪目标等能力进行检测。

本发明的目的在于克服现有技术系统复杂、硬件指标要求高、造价昂贵等不足。

假设传统W波段阵列半实物仿真系统中需要模拟的目标回波为单频点脉冲信号，频率为100GHz，假设三元组辐射的信号为

f_A＝rect(t/T)cos(ωt)、

f_B＝rect(t/T)cos(ωt+τ)、

f_C＝rect(t/T)cos(ωt+τ)，

假设τ＝0.025ns，天线A和天线B\C空间绝对距离相差△l＝c×τ＝2.5λ＝7.5mm，按照传统阵列使用“六自由度夹具手动调整空间距离+移相器补偿残余相位误差”的方式，需要很大的时间成本才能达到mm级的精度，而且对W波段的移相器件性能要求高，成本较高。

假设需要模拟的目标回波为宽带线性调频信号，假设三元组辐射的信号为

f_A＝rect(t/T)cos(2π(kt²+f₀t))、

f_B＝rect(t/T)cos(2π(kt²+f₀t)+τ)、

f_C＝rect(t/T)cos(2π(kt²+f₀t)+τ)，

假设τ＝0.025ns，起始频点为100GHz，根据公式对带宽内的每一个频点产生的延时都有差别，假设空间传输路径约为15米，时间延时最大为50ns，微波链路延时为ns量级，因此绝对延时最大为60ns量级，由此可以估计出当两个频率差小于16MHz时，相位误差在一个波长之内，如果两个频率差大于16MHz，则相位误差超出一个波长。由于传统方法不能通过调整天线的位置准确的校正距离延时误差，只能事先在某一固定频点上通过调整位置将延时误差缩小到一个波长内，然后在通过移相器在一个波长之内进行延时调整。当带宽大于一定范围使得延时误差超过一个波长后，传统移相器补偿方法将不能对宽带W波段射频信号进行准确延时补偿。

根据本专利的设计方法，假设空间传输路径约为15米，时间延时最大为50ns，微波链路延时为ns量级，因此绝对延时最大为60ns量级，先采用自闭环校准补偿模块通过设置两个频率差小于16MHz，利用公式测出W波段数字射频阵列的每一个喇叭天线的绝对延时序列τ(n)。对绝对延时序列应用最小值搜索法，求出τ_max＝min{τ(n)}，得到每个天线与延时最小值的差值序列△τ(n)＝max{τ(n)}-τ(n)，这样每个一个天线均形成一个对应的延时数据。因为阵列模拟一个通道目标的时候同时只会控制一个三元组天线，所以可变分数延时模块进行天线延时补偿的时候只需同时补偿一个三元组内，即三个天线的延时误差。本专利所涉及的可变分数模块为三通道可变分数模块，延时精度为0.01ns。当回波信号经过数字信号处理模块产生之后分三路进入可变分数延时模块，可变分数延时模块判断当前目标位置所使用的三个三元组，读取△τ(n)值进行延时补偿，保证三元组内三个天线辐射的回波信号相位相等，实现目标位置的模拟。

数字射频阵列延时误差校准补偿仅仅需要可变分数延时模块即可实现，校准的代价相对低廉。同时传统天线阵面“六自由度夹具手动调整空间距离+移相器补偿残余相位误差”的方法误差大，一般不能完成对W波段的天线系统的补偿，而基于数字射频阵列的可变分数延时补偿仿真方法不仅可以对W波段进行补偿，对UHF～Ka波段的射频阵列系统同样适用，系统的通用性更强。

工作流程：

1)将自闭环延时测量模块安装在飞行转台上，飞行转台指向所要测量的天线阵列天线的坐标；

2)自闭环延时测量模块通过射频电缆将测试需要的射频信号传输给数字射频阵列系统；

3)数字射频阵列系统中的数字信号处理模块对接收到射频信号不进行任何回波参数的调制，直接转发信号；

4)数字射频阵列系统中的可变分数延时模块对接收到射频信号也不进行任何回波参数的调制，直接转发信号；

5)阵列天线向空间辐射射频信号；

6)自闭环延时测量模块通过天线接收到回波信号，解算出它的相位值；

7)自闭环延时测量模块发送第二个频点的射频信号，重复2)、3)、4)、5)、6)；

8)自闭环延时测量模块根据两次解算的回波相位差以及频率差可以解算出被测天线到飞行转台回转中心的绝对延时；

9)按照1)～8)步骤，测试出所有阵列天线的绝对延时，找出最大延时，将所有延时与最大值做差就得到阵列天线的延时补偿映射模型；

10)将天线的延时误差映射到可变分数延时模块，完成数字射频阵列的延时误差校准补偿；

11)计算机实时控制模块实时控制其它各个模块的工作时序和信息交互。

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明提出了一种W波段雷达系统的半实物仿真系统延时校准方法，能实现W波段数字射频阵列的天线物理位置误差引起的延时不一致性进行校准补偿。具体通过如下步骤实现：

步骤一：根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的工作频段、波束宽度、增益等指标，使其满足接收射频信号的实际需求；

步骤二：将自闭环延时测量模块固定在飞行转台上，使自闭环延时测量模块的天线与转台的回转中心重合，通过计算机指令控制飞行转台指向带测试的阵列天线，与阵列天线法线对齐，接收阵列辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

步骤三：根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设计自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；

步骤四：根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算该天线的空间绝对延时误差，重复步骤1～4，得到每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

步骤五：根据雷达系统的工作时序，设计可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow原理，设计模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，使其满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

步骤六：设计计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行调试，结合其它模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验。

本发明设计研发过程中，自闭环延时测量模块的延时测量方法以及可变分数延时模块的设计较为复杂，但实际使用非常方便、高效，研发成本非常低，后期的维护也相对简单。本发明通过自闭环延时测量模块测量出天线的空间绝对延时，建立延时误差补偿映射模型，可变分数延时模块针对该模型，对数字射频阵列的天线物理位置误差引起的延时不一致性进行校准补偿。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，包括：

飞行转台：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；

自闭环延时测试模块：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

所述基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，还包括控制系统；

所述控制系统包括：

模块1：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

模块2：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

模块3：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求；

所述延时补偿映射模型：对阵列天线中所有的延时误差值进行延时补偿的模块；

所述数字射频阵列系统：指定三元组天线模拟目标信号的运动；

所述可变分数延时模块：对输入的射频信号进行延时，延时量可调节，延时的最小步进小于延时模块工作的时钟周期；

所述自闭环延时测量模块：发射和接受信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述自闭环延时测试模块包括：

自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求；

所述计算机实时控制模块：计算机实时控制的模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述模块1包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时；

所述目标信号处理模块：目标信号的处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述模块2包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

令模块1、模块2重复操作，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述延时误差模型：延时误差的模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述模块3包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。

6.根据权利要求2所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统，其特征在于，所述计算机实时控制模块：

设置计算机实时控制模块并开发远程实时控制软件并进行实时调试，包括：实时远控飞行转台指向待测天线、实时控制自闭环延时测量模块发射和接受回波信号、实时控制目标信号处理模块转发自闭环模块的发射信号；实时远控可变分数延时模块加载自延时误差补偿模型数据；实时远控数字射频阵列系统选定待测天线；计算机实时控制模块根据输入待测天线坐标以及自闭环延时测量模块发射的信号实时控制数字射频阵列系统、阵列天线、目标信号处理模块、可变分数延时模块、飞行转台、自闭环延时测量模块的工作时序和信息交互；并结合上述模块完成整个W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统的集成、调试，进行实时校准补偿试验；

所述自闭环延时测量模块包括：

发射和接收信号的模块，设置发射的信号频率，接收到信号之后计算出信号的相位；通过发射两个频率的信号并计算回波信号的相位来确定空间绝对延时误差；

所述数字射频阵列系统包括：

数字射频阵列系统包括信号源、粗控模块、三元组天线，由信号源直接输出三路信号，三路信号经过可变分数延时模块进行天线延时补偿，最后载经过粗控模块选通指定的三元组天线来模拟目标信号的运动；

所述延时补偿映射模型：

根据阵列天线的所有延时误差值，搜索到最大的延时误差值，用最大延时误差值分别与各个天线的延时误差值做差，得到相对延时误差值，最后将天线的坐标与相对延时误差值一一对应，生成延时补偿映射模型。

7.一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，其特征在于，运用权利要求1至6任一权利要求所述的基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准系统执行如下步骤：

步骤1：将飞行转台固定在数字射频阵列系统的回转中心位置，并令飞行转台指向待测阵列天线的天线坐标；

步骤2：将自闭环延时测量模块工装支架，使自闭环延时测量模块固定在飞行转台上；

步骤3：根据自闭环延时测量模块的天线延时误差测试方法测出阵列天线的阵面上指定天线的延时误差；

步骤4：根据测出的陈列天线延时误差建立数字射频阵列系统的延时补偿映射模型；

步骤5：根据延时补偿映射模型配置可变分数延时模块，使可变分数延时模块满足阵列的补偿需求。

8.根据权利要求7所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，其特征在于，所述步骤2包括：

自闭环延时测量模块的天线口面与飞行转台回转中心重合，并通过计算机实时控制模块控制飞行转台指向待测试的阵列天线，与待测阵列天线法线对齐，接收阵列天线辐射的回波信号，同时通过射频电缆将测试需要产生的射频信号传输给数字射频阵列系统；

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离以及阵列天线口径、工作频段，设计自闭环延时测量模块天线的包括工作频段、波束宽度、增益的指标，使自闭环延时测量模块满足接收射频信号的实际需求。

9.根据权利要求7所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，其特征在于，所述步骤3包括：

自闭环延时测量模块发射的信号经射频电缆传输至数字射频阵列后端的目标信号处理模块生成的目标回波信号；回波信号再经过可变分数延时模块到达固定阵列天线，可变分数延时模块对回波信号进行延时补偿参数调整，生成相应的射频信号，经阵列天线空间辐射出去；自闭环延时测量模块接收辐射回波信号；信号经过自闭环延时测量模块处理得到当前天线位置距离误差引起的延时。

10.根据权利要求7所述的一种基于W波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法，其特征在于，所述步骤4包括：

根据阵列天线与自闭环延时测量模块间的距离、工作频段以及延时测量原理，设置自闭环延时模块所要产生的两个信号频点，数字射频阵列直接转发自闭环延时测量发射的一号频点的射频信号，自闭环延时模块收到回波之后再次发射二号频点的射频信号，经数字射频阵列转发之后再次收到回波；根据自闭环延时模块两次收到的回波信号，建立延时误差模型，解算待测阵列天线的空间绝对延时误差；

解算公式如下：

当m＝n时，存在公式：

即：f₁-f₂≤1/τ₀

其中，

τ₀表示通道的绝对延时；

f₁表示一号射频信号的频点；

f₂表示二号射频信号的频点；

表示频点f₁下的相位；

表示频点f₂下的相位；

m表示信号频率为f₁的信号在τ₀时间内相位变化了(m*2pi+φ1)；

n表示信号频率为f₂的信号在τ₀时间内相位变化了(n*2pi+φ2)；

重复步骤3、步骤4，得到阵列天线中每个天线的延时误差，建立延时误差补偿映射模型；

所述步骤5包括：

根据雷达系统的工作时序，设置可变分数延时模块的收发控制电路和控制方法，同时根据Farrow结构，设置可变分数延时模块目标回波信号可变分数延时处理电路并完成集成、调试，满足实时加载延时误差补偿映射模型的实际需求；

设置可变分数延时模块，令可变分数延时模块满足W波段阵列系统辐射的最高频率需要的最小延时精度。