CN113219396A - 一种二维分区测向通道校正的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维分区测向通道校正的方法及系统，包括步骤：S1，信号源输出信号给天线，天线法线正对二维天线的中心法线方向；S2，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，二维天线中天线收到的信号的强度和角度进行相加和相减；S3，将和信号、方位差信号和俯仰差信号传输给开关组件，由开关组件处理后传输给后级变频组件；S4，后级变频组件将收到的和信号、方位差信号和俯仰差信号处理后，传递给后级数字处理；S5，后级数字处理将各个频点的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行校正归一化等；本发明通过在二维分区上测向的系统射频通道校正，以达到系统在二维区间上获得被测物体的水平方位和垂直俯仰信息，使得测向精度更高。

Description

一种二维分区测向通道校正的方法及系统

技术领域

本发明涉及宽带射频系统的通道校正领域，更为具体的，涉及一种二维分区测向通道校正的方法及系统。

背景技术

通常情况下，宽带射频系统的通道校正都是在水平方位上进行，用一个子天线作为基准天线，通过其它天线收到的信号和基准天线收到的信号比较来校正通道，二维分区(水平方位和垂直俯仰)校正通道很少用到。

例如，公开号为CN105656815A的中国专利申请公开了一种射频通道的校正方法，包括：BBU根据天线单元反馈的数字校正信号获取第一射频通道的信道估计值，并根据信道估计值确定第一射频通道的初始校正补偿系数；BBU根据第一射频通道的时延值和采样时间对第一射频通道的初始校正补偿系数进行修正，得到第一校正补偿系数；BBU根据参考射频通道的校正补偿系数对第一校正补偿系数进行对齐校正，得到第二校正补偿系数，根据第二校正补偿系数对映射到天线单元的发射信号进行校准。该发明实施例，还公开了一种射频通道的校正装置，具有可对各个射频通道进行校正，保障上下行通道的互易性的优点。

由上可知，涉及二维分区(水平方位和垂直俯仰)的校正通道很少用到。并且，现有测向系统的测向精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二维分区测向通道校正的方法及系统，

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种二维分区测向通道校正的方法，包括步骤：

S1，通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射，喇叭天线法线正对宽带射频系统的二维天线的中心法线方向；

S2，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，二维天线中每个天线收到的信号的强度和角度进行相加和相减，得到和信号、方位差信号和俯仰差信号；

S3，再将和信号、方位差信号和俯仰差信号通过相应的通道传输给开关组件，开关组件再根据不同的系统功能切换至不同的射频通道，传输给后级变频组件；

S4，后级变频组件将收到的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行下变频至中频信号，传递给后级数字处理；

S5，后级数字处理通过计算机处理模块的控制和处理，将各个频点的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行校正归一化。

本发明通过在二维分区(水平方位和垂直俯仰)上测向的系统射频通道校正，以达到系统在二维区间上获得被测物体的水平方位和垂直俯仰信息，使得比一维水平方位的测向精度更高。

进一步地，包括步骤：

S6，按频率步进将步骤S2～步骤S5得到的校正值形成全频段的校正表，并且下发给数字处理单元使用。

进一步地，包括步骤：

S7，二次校正检查，再次发送开始校正命令，检查在启用得到的校正表后，通道幅度是否校平，通道间相位差是否归零。

进一步地，在步骤S1中，在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射。

进一步地，在步骤S1中，所述二维天线由四个独立天线组成。

一种二维分区测向通道校正的系统，包括：

信号源、喇叭天线、二维天线、前端接收模块、开关组件、变频组件、数字处理模块和计算机处理模块；所述信号源的输出端与喇叭天线的输入端连接，所述喇叭天线的输出端与二维天线的输入端连接，所述二维天线的输出端与前端接收模块的输入端连接，所述前端接收模块的输出端与开关组件的输入端连接，所述开关组件的输出端与变频组件的输入端连接，所述变频组件的输出端与数字处理模块的输入端连接，所述数字处理模块的输入输出端与计算机处理模块的输入输出端连接，所述数字处理模块的输出端将校准信号输入到所述前端接收模块。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过在二维分区(水平方位和垂直俯仰)上测向的系统射频通道校正，以达到系统在二维区间上获得被测物体的水平方位和垂直俯仰信息，使得测向精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例系统的硬件设备组成和校正信号流程图；

图2为本发明实施例的二维天线分区示意图；

图3为本发明方法的步骤流程图。

具体实施方式

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

如图1～3所示，一种二维分区测向通道校正的方法，包括步骤：

S1，通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射，喇叭天线法线正对宽带射频系统的二维天线的中心法线方向；

S2，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，二维天线中每个天线收到的信号的强度和角度进行相加和相减，得到和信号、方位差信号和俯仰差信号；

S3，再将和信号、方位差信号和俯仰差信号通过相应的通道传输给开关组件，开关组件再根据不同的系统功能切换至不同的射频通道，传输给后级变频组件；

S4，后级变频组件将收到的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行下变频至中频信号，传递给后级数字处理；

S5，后级数字处理通过计算机处理模块的控制和处理，将各个频点的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行校正归一化。

在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线对宽带射频系统的二维天线进行正对天线法线的信号辐射，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，再通过宽带射频系统中的开关组件、变频组件和信号处理对系统的二维通道进行和通道、方位差通道和俯仰差通道进行内部校正，以达到提高测向精度的要求。

进一步地，包括步骤：

S6，按频率步进将步骤S2～步骤S5得到的校正值形成全频段的校正表，并且下发给数字处理单元使用。

进一步地，包括步骤：

S7，二次校正检查，再次发送开始校正命令，检查在启用得到的校正表后，通道幅度是否校平，通道间相位差是否归零。

进一步地，在步骤S1中，在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射。

进一步地，在步骤S1中，所述二维天线由四个独立天线组成。

一种二维分区测向通道校正的系统，包括：

信号源、喇叭天线、二维天线、前端接收模块、开关组件、变频组件、数字处理模块和计算机处理模块；所述信号源的输出端与喇叭天线的输入端连接，所述喇叭天线的输出端与二维天线的输入端连接，所述二维天线的输出端与前端接收模块的输入端连接，所述前端接收模块的输出端与开关组件的输入端连接，所述开关组件的输出端与变频组件的输入端连接，所述变频组件的输出端与数字处理模块的输入端连接，所述数字处理模块的输入输出端与计算机处理模块的输入输出端连接，所述数字处理模块的输出端将校准信号输入到所述前端接收模块。

本发明的具体实施例中，硬件设备组成和校正信号流程图如图1所示，在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线对宽带射频系统的二维天线进行正对天线法线的信号辐射，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，再通过宽带射频系统中的开关组件、变频组件和信号处理对系统的二维通道进行和通道、方位差通道和俯仰差通道进行内部校正，以达到提高测向精度的要求。

在具体的实施例中，实施流程如下：

在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射，喇叭天线法线正对宽带射频系统的二维天线的中心法线方向；

二维天线将收到的信号送给前端接收模块，二维天线中每个天线收到的信号的强度和角度进行相加和相减，得到和信号、方位差信号和俯仰差信号；

再将和信号、方位差信号和俯仰差信号通过相应的通道传输给开关组件，开关组件再根据不同的系统功能切换至不同的射频通道，传输给后级变频组件；

变频组件将收到的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行下变频至中频信号，传递给后级数字处理；

数字处理通过计算机处理模块的控制和处理，将各个频点的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行校正归一化。

其中，如果采用二维天线由四个独立天线组成，则具体处理方法如下：

1)先将四个天线收到的信号进行和信号、方位差信号和俯仰差信号处理；

2)将天线ABCD收到的信号进行信号幅度和相位相加得到和信号，H＝A+B+C+D；

3)将天线A和天线C收到的信号进行信号幅度和相位相加，I＝A+C；

4)将天线B和天线D收到的信号进行信号幅度和相位相加，J＝B+D；

5)至此得到二维天线中的方位差信号，F＝I-J；

6)将天线A和天线B收到的信号进行信号幅度和相位相加，K＝A+B；

7)将天线C和天线D收到的信号进行信号幅度和相位相加，L＝C+D；

8)至此得到二维天线中的俯仰差信号，E＝K-L；

9)至此得到二维天线中和信号、方位差信号和俯仰差信号；

10)通过系统内部射频通道传输，信号有所变化，再由计算机处理模块进行通道校正；

11)将计算机处理模块得到的该频点和信号、方位差信号和俯仰差信号的幅度值进行门限比较得到通道的幅度校正值。例如，频点RF1和信号、方位差信号和俯仰差信号三路幅度分别是125，110，113，那么计算得到频点RF1对应的幅度校正值为ΔPA1＝4，ΔPA2＝19，ΔPA3＝16；

12)再将计算机处理模块得到的该频点和信号、方位差信号和俯仰差信号的相位值进行归一化校正。例如，频点RF1和信号和方位差信号的相位差是PH1＝10°，频点RF1和信号和俯仰差信号的相位差是PH2＝23°，那么计算得到频点RF1对应的相位校正值为ΔPH1＝-10°，ΔPH2＝-23°；

13)按频率步进将步骤2～步骤9得到的校正值形成全频段的校正表，并且下发给数字处理单元使用；

14)二次校正检查，再次发送开始校正命令，检查在启用得到的校正表后，三个通道幅度是否校平，通道间相位差是否归零。

除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

本发明功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，在一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)以及相应的软件中执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，进行测试或者实际的数据在程序实现中存在于只读存储器(Random Access Memory，RAM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (6)

1.一种二维分区测向通道校正的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射，喇叭天线法线正对宽带射频系统的二维天线的中心法线方向；

S2，二维天线将收到的信号送给前端接收模块，二维天线中每个天线收到的信号的强度和角度进行相加和相减，得到和信号、方位差信号和俯仰差信号；

S3，再将和信号、方位差信号和俯仰差信号通过相应的通道传输给开关组件，开关组件再根据不同的系统功能切换至不同的射频通道，传输给后级变频组件；

S4，后级变频组件将收到的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行下变频至中频信号，传递给后级数字处理；

S5，后级数字处理通过计算机处理模块的控制和处理，将各个频点的和信号、方位差信号和俯仰差信号进行校正归一化。

2.根据权利要求1所述的一种二维分区测向通道校正的方法，其特征在于，包括步骤：

S6，按频率步进将步骤S2～步骤S5得到的校正值形成全频段的校正表，并且下发给数字处理单元使用。

3.根据权利要求2所述的一种二维分区测向通道校正的方法，其特征在于，包括步骤：

S7，二次校正检查，再次发送开始校正命令，检查在启用得到的校正表后，通道幅度是否校平，通道间相位差是否归零。

4.根据权利要求1所述的一种二维分区测向通道校正的方法，其特征在于，在步骤S1中，在屏蔽室里通过信号源输出射频信号给喇叭天线辐射。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种二维分区测向通道校正的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述二维天线由四个独立天线组成。

6.一种二维分区测向通道校正的系统，其特征在于，包括：

信号源、喇叭天线、二维天线、前端接收模块、开关组件、变频组件、数字处理模块和计算机处理模块；所述信号源的输出端与喇叭天线的输入端连接，所述喇叭天线的输出端与二维天线的输入端连接，所述二维天线的输出端与前端接收模块的输入端连接，所述前端接收模块的输出端与开关组件的输入端连接，所述开关组件的输出端与变频组件的输入端连接，所述变频组件的输出端与数字处理模块的输入端连接，所述数字处理模块的输入输出端与计算机处理模块的输入输出端连接，所述数字处理模块的输出端将校准信号输入到所述前端接收模块。

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