CN114070704A - 一种防撞设备的多通道收发机及幅相校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防撞设备的多通道收发机及幅相校准方法，属于空中防撞系统技术领域，包括多通道接收机模块、多通道发射机模块、综合信号处理模块，以及设置在多通道接收机模块中的内部校准源模块。本发明可以避免借助外部上位机软件、功率计等辅助仪器，能够自动完成信号的幅度相位校准，保障航管应答上下天线分集功能正确判断及TCAS方位测量精度；校准过程无人员参与，设备根据内部校准模块自动控制相关硬件完成收发通道幅度相位校准，并将校准值存在非易失存储器中，提高了产品生产调试的效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及空中防撞系统技术领域，更为具体的，涉及一种防撞设备的多通道收发机及幅相校准方法。
背景技术
空中防撞系统(TCAS：Traffic Collision Avoidance System)，实现对其他装有航管A/C/S模式应答机的飞机监视，通过计算获取目标飞机相对于本机的距离、方位和高度。监视其他飞机的运动轨迹以判定其是否对本机构成潜在碰撞危险，确定在最接近点的空中间隔是否存在潜在的冲突威胁，向飞行员输出避让建议。
传统的防撞系统由1台防撞处理主机和2台航管应答机构成，防撞处理主机与2只定向天线配合使用，完成防撞询问监视功能；航管应答机与2只全向天线配合使用，完成询问信号的应答功能；本机通过防撞询问获取目标机的信息，当有碰撞危险时做出RA(Resolution Advisory)决策，通过本机的航管应答机将RA决策信息应答给目标机，实现两架机之间的RA协同功能，避免两机碰撞。
随着电子技术的发展，新一代的防撞设备将航管应答功能融入到防撞处理主机中，共用防撞处理主机的定向通道实现航管信号收发(接收1030MHz、发射1090MHz)，判断接收到的上下通道信号强度差异，选择询问信号强的通道应答，通过定向天线将4路航管应答信号合成全向波束；TCAS主机通过C/S模式主动询问(1030MHz)，接收目标机航管应答设备产生的C/S模式应答信号(1090MHz)，实现目标机距离和方位测量。在进行上下天线分集判断、4通道合成全向信号和目标机侧方位时，需对防撞处理机收发通道的幅度相位一致性进行校准。
目前，防撞处理主机的多通道收发机，具有8路接收通道，在中频进行功分，可实现8路1030MHz信号同时接收，通过中频切换开关实现上下各4路1090MHz信号接收；具有4路发射通道，通过射频切换开关实现上下通道1030MHz或1090MHz信号发射。
在进行防撞处理主机的多通道收发机校准时，常规的校准方法是半自动式的，需借助外部上位机软件、功率计等辅助仪器，实现接收通道1030MHz/1090MHz信号的幅度相位校准、发射通道1030MHz/1090MHz信号的幅度相位校准，并通过上位机将收发通道校准好的幅度相位数据下载至非易失存储器中。此方法校准时间长，人员操作复杂，极大的降低了校准效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防撞设备的多通道收发机及幅相校准方法，避免借助外部上位机软件、功率计等辅助仪器，可自动完成信号的幅度相位校准，可以保障航管应答上下天线分集功能正确判断及TCAS方位测量精度；校准过程无人员参与，设备根据内部校准模块自动控制相关硬件完成收发通道幅度相位校准，并将校准值存在非易失存储器中，提高了产品生产调试的效率和准确性。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种防撞设备的多通道收发机，包括多通道接收机模块、多通道发射机模块、综合信号处理模块，以及设置在多通道接收机模块中的内部校准源模块；内部校准源模块接收来自综合信号处理模块的校准命令，产生校准信号进入多通道接收机模块；在多通道接收机模块中，以某一通道的幅度相位值为基准，对其他通道与该基准通道的幅度相位差进行校正处理，校准后的各通道之间满足幅度相位一致性，完成接收通道校准；在多通道发射机模块中，通过多通道接收机模块与多通道发射机模块之间内部通信接口，综合信号处理模块控制以某一路通道为参考分别发送与所述校准信号相同频率的射频信号，用多通道发射机模块内部的数控衰减器和基带I/Q调制器分别完成幅度和相位调节，多通道接收机模块不断检测接收信号的幅度相位信息直至达到目标值，完成发射通道校准。
进一步地，所述多通道接收机模块包括多路接收通道，天线接收的信号进入接收通道，经限幅后、前端的介质滤波器实现对接收信号的选择，完成对带外信号的抑制，同时实现镜频、中频抑制指标、与后面的LTCC低通滤波器一起实现带外互调指标的要求；然后经由LNA放大、滤波、放大后进入混频器进行下混频，产生第一中频信号、第二中频信号；第一中频信号为TCAS询问目标机产生的C/S模式应答信号对应的中频信号，对应第一射频接收信号，通过天线切换开关分时完成上下多路射频信号接收，用于实现C/S模式应答校准；第二中频信号为A/C/S模式询问信号对应的中频信号，对应第二射频接收信号，用于实现A/C/S询问信号校准。
进一步地，在所述发射机模块中，发射本振LO_TX信号与基带I/Q信号滤波后混频产生发射信号，通过滤波器、功率控制后送到功放，经放大后进入开关网络，并通过环行器输出到发射天线；只有当通道发射使能有效的情况下，该通道的放大器才会工作，否则链路放大器处于关闭状态；在不发射的条件下，通过发射使能控制选择开关，将本振信号LO_TX用负载吸引。
进一步地，所述校准源包括PLL模块、LTCC滤波器、校准开关以及功分网络模块，PLL模块与LTCC滤波器连接，LTCC滤波器与校准开关连接，校准开关与功分网络模块连接；校准信号由PLL模块直接产生，当接收到校准使能信号后，校准源将产生校准信号送入接收前端的耦合端口，从而进入接收通道进行幅度和相位校准。
进一步地，所述综合信号处理模块中包括FPGA单元，综合信号处理模块中的FPGA单元根据收到的编码信号产生基带I信号、基带Q信号，并通过高速D/A转换芯片，产生模拟的基带I/Q调制信号，与本振信号LO_TX经I/Q调制器完成相位校准。
进一步地，在发射本振源部分设置有备用频率源，所述备用频率源包括PLL1模块和PLL2模块，当检测到PLL1模块故障时启动PLL2工作。
一种基于如上任一所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，接收通道校准包括如下步骤：
第1步，控制校准源，产生第一校准信号同时送入多路接收通道；
第2步，FPGA通过AD同时采集多路接收通道的中频信号的幅度和相位信息；
第3步，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第1步～第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第5步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至上通道；
第6步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入上通道的多路通道接收；
第7步，以上通道中的某一路通道为基准通道为基准，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第6步～第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第9步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至下通道；
第10步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入下通道的多路通道接收；
第11步，以下通道中的某一路通道为基准通道，下通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第12步，重复第10步～第11步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有下通道的幅度相位信息一致性在指标范围内。
一种基于如上任一所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，发射通道校准包括如下步骤：
第1步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第2步，控制DA转换器，产生第一中频信号，配置发射本振，产生与第一校准信号相同频率的发射信号；
第3步，启动发射校准，发射通道同时产生多路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成与第一校准信号相同频率的发射信号的校准；
第5步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第6步，控制DA转换器，产生第二中频信号，配置发射本振，产生与第二校准信号相同频率的发射信号；
第7步，启动发射校准，发射通道同时产生多路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成与第二校准信号相同频率的发射信号的校准。
本发明的有益效果是：
本发明提供的实施例，通过对防撞处理机的多通道收发机进行改进设计，设备可自动完成接收通道1030MHz、1090MHz接收信号的幅度相位校准，保障航管应答上下天线分集功能正确判断，及TCAS方位测量精度；以校准好的发射通道为参考基准，完成发射通道1030MHz、1090MHz发射信号的幅度相位校准，保障TCAS小声呼叫对通道程控的准确性，及4通道同时发射1090MHz信号的相位幅度一致性。校准过程无人员参与，设备根据内部校准算法自动控制相关硬件完成收发通道幅度相位校准，并将校准值存在非易失存储器中，提高了产品生产调试的效率和准确性。
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为本发明实施例多通道收发机原理框图；
图2为接收机通道原理框图；
图3为校准源原理框图；
图4为接收校准流程图。
图5为发射通道原理框图；
图6为发射本振原理框图；
图7为产生基带I/Q信号的原理框图。
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。
本发明实施例的附图包括图1～图7。
本发明提供一种防撞设备的多通道收发机，在具体实施应用时，针对防撞处理机中多通道收发机的设计和校准方法进行改进，优化多通道收发机的硬件设计，增加校准源等，优化软件设计实现全自动校准功能。在上电启动时，通过设备内部的校准算法首先完成接收通道1030MHz/1090MHz信号的幅度相位校准，再以校准好的接收通道为参考，完成发射通道1030MHz/1090MHz信号的幅度相位校准，并将收发通道校准好后的幅度相位数据存储在非易失存储器中。
在组成上，多通道收发机主要由接收机、发射机和综合信号处理等组成，接收机部分主要由接收前端、变频电路、中频滤波、中频放大、对数放大、AD采样、本振源、校准源等部分组成。发射机部分采用线性工作方式，主要由DA电路、直接上变频电路、功率程控、线性功放模块、天线选择开关、环形与滤波单元、功率及天线检测等部分组成，如图1所示。
在整体工作原理上，接收时，接收机模块把来至天线的8路(上4路定向以及下4路定向)接收信号经放大、变频滤波、上下天线选择后形成12路中频信号，经AD采样处理后实现8路1030MHz询问信号解调输出、4路1090MHz应答信号解调输出。发射时，综合控制处理板接收到ASK、AM和DPSK等控制信号,经FPGA处理后控制DA以及直接上变频调制器完成激励信号的产生、再经功率放大后输出发射信号，并经开关网络形成上天线或下天线4路发射输出，从而实现TCAS询问、A/C/S模式应答。多通道收发机内置一个校准源，当接收到综合控制处理板的校准命令信号后，校准源将分别产生1030MHz和1090MHz的校准信号，经放大、功分后耦合进入接收通道，经混频、滤波、AD采样等处理后得到各通道的幅度相位值，并以其中某一通道的幅度相位值为基准，对其他通道与该基准通道的幅度相位差进行校正处理，最终校准后的各通道之间的幅度相位一致性可以控制在指标要求范围内，完成接收通道校准。待接收机完成校准后，通过接收机与发射机的内部通信接口，控制发射机以某一路通道为参考分别发送1030MHz和1090MHz射频信号，用发射机内部的数控衰减器和基带I/Q调制器分别完成幅度和相位调节，接收机不断检测接收信号的幅度相位信息直至达到目标值，完成发射通道校准。
其中，关于接收通道，接收有8路通道，实时完成1030MHz信号接收，通过上下天线切换开关分时完成1090MHz信号接收，由前端限幅、发射耦合、射频滤波、LNA放大、混频、中频放大滤波等部分组成，8路通道完成功能一致，因此分析其中一路通道即可，其原理框图如图2所示。
天线接收的信号经四端环形器进入接收通道，经限幅后、前端的介质滤波器实现对接收信号的选择，完成对带外信号的抑制，同时实现镜频、中频抑制指标、与后面的LTCC低通滤波器一起实现带外互调指标的要求；然后经由LNA放大、滤波、放大后进入混频器进行下混频，产生中频信号112MHz、172MHz。112MHz信号为TCAS询问目标机产生的C/S模式应答信号对应的中频信号，对应1090MHz射频接收信号，通过天线切换开关分时完成上下4路射频信号接收，用于实现C/S模式应答校准；172MHz信号为A/C/S模式询问信号对应的中频信号，对应1030MHz射频接收信号，具有上下定向天线共8路，可实现A/C/S询问信号校准。
其中，关于校准源，校准源由PLL、LTCC滤波器以及功分等部分组成，如图3所示。校准信号由锁相环直接产生，当接收到校准使能信号后，校准源将产生校准信号送入接收前端的耦合端口，从而进入接收通道进行幅度和相位校准。
在接收校准流程中，接收通道设计上虽然完全一致，但由于元器件差异、装配等存在一定差异，因此通道一致性需校准。当校准信号通过接收机前端的天线端口耦合进入到接收通道中，经混频、滤波、AD采样等处理后得到各通道的幅度和相位值，并以其中某一通道的幅度和相位值为基准，通过软件算法，对其他通道与该基准通道的幅度和相位差进行校正处理。最终校准后的各通道之间的幅度相位一致性可以控制在指标要求范围内。
在进行接收通道幅度相位校准时，控制接收机及内部校准源，分别产生1030MHz和1090MHz校准信号耦合进入接收通道，通过A/D采样并调节内部衰减器完成校准。完成幅度相位校准后，将幅度相位校准数据保存在接收机内部非易失存储器中，具体步骤如下：
第1步，控制校准源，产生1030MHz校准信号同时送入8路接收通道；
第2步，FPGA通过AD同时采集8路通道的172MHz中频信号的幅度和相位信息；
第3步，以上通道UP_270为基准，其余7通道(UP_O、UP_9O、UP_18O、DOWN_O、DOWN_9O、DOWN_18O、DOWN_27O)依次与基准通道UP_270的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整7个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第1步～第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至8个通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第5步，通过通道切换开关，将1090MHz信号接收切换至上通道；
第6步，控制校准源，产生1090MHz校准信号同时送入上通道的4路接收；
第7步，以上通道UP_270为基准，其余3通道(UP_O、UP_9O、UP_18O)依次与基准通道UP_270的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整3个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第6步～第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至4个通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第9步，通过通道切换开关，将1090MHz信号接收切换至下通道；
第10步，控制校准源，产生1090MHz校准信号同时送入下通道的4路接收；
第11步，以下通道DOWN_270为基准，其余3通道(DOWN_O、DOWN_9O、DOWN_18O)依次与基准通道DOWN_270的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整3个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第12步，重复第10步～第11步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至4个通道的幅度相位信息一致性在指标范围内。
在发射通道上，发射通道包括基带滤波、直接上变频、射频滤波、调制、功率控制、上下通道选择、开关网络等。发射通道有4路独立通道，完成功能一致，因此分析其中一路通道即可，以0度通道为例，组成框图如图5所示。
发射本振LO_TX信号与基带I/Q信号滤波后混频产生发射信号，通过滤波器、功率控制后送到功放，经放大后进入开关网络，并通过环行器输出到发射天线。只有当通道发射使能有效的情况下，该通道的放大器才会工作，否则链路放大器处于关闭状态。为了更加有效的避免本振及混频后的信号等干扰发射信道，在不发射的条件下，通过发射使能控制选择开关，将本振信号LO_TX用负载吸引。
在发射本振源部分，将40MHz晶振信号功分后分别为发射本振的锁相环芯片以及数字时钟芯片提供时钟参考信号，发射本振信号经过滤波器，放大器后输出1170MHz的发射本振信号。本振是公共通道，避免故障造成模块功能全部失效，预留备用频率源，当检测到PLL1模块故障时启动PLL2工作，原理框图如图6所示。
当中频选择信号为高时选择140MHz中频信号通过，并通过180MHz低通滤波器将280MHz镜像频率信号滤掉。140MHz中频信号与本振LO(1170MHz)混频后产生1030MHz发射信号，用1030MHz带通滤波器,带宽30MHz滤除1030MHz以外的干扰及杂波信号，最后经4功分后分别送入4路放大链路将信号放大。同理，当中频选择信号为低时选择80MHz中频信号通过，并通过100MHz低通滤波器将160MHz镜像频率信号滤掉。80MHz中频信号与本振LO(1170MHz)混频后产生1090MHz发射信号，用1090MHz带通滤波器，带宽30MHz滤除1090MHz以外的干扰及杂波信号，最后经4功分后分别送入4路放大链路将信号放大。
基带I/Q信号，基带I/Q信号用于实现发射信号的相位调整，产生基带I/Q信号的原理框图如图7所示。根据设备不同的工作模式，如TCAS询问或A/C/S模式应答，将产生AM(发射框架)、ASK(发射编码)和DPSK(S模式询问编码)编码信号，综合信号处理中的FPGA单元根据收到的编码信号产生基带I信号、基带Q信号，并通过高速D/A转换芯片，产生模拟的基带I/Q调制信号，与本振信号LO_TX(1030MHz/1090MHz)经I/Q调制器完成相位校准。
关于发射校准，接收机与发射机通过内部串行接口及射频耦合形成闭环校准回路，控制发射通道的数控衰减器对发射信号的幅度进行调节，控制发射机的基带I/Q信号对发射信号的相位进行调节，接收机不断检测收到的幅度相位校准结果直至达到目标值，以上通道为参考，完成1030MHz和1090MHz发射信号校准，具体步骤如下：
第1步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第2步，控制DA转换器，产生140MHz中频信号，配置发射本振，产生1030MHz信号；
第3步，启动发射校准，发射通道同时产生4路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道UP_270为基准，其余3通道(UP_O、UP_9O、UP_18O)依次与基准通道UP_270的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整3个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至4个通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成1030MHz发射信号校准；
第5步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第6步，控制DA转换器，产生80MHz中频信号，配置发射本振，产生1090MHz信号；
第7步，启动发射校准，发射通道同时产生4路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道UP_270为基准，其余3通道(UP_O、UP_9O、UP_18O)依次与基准通道UP_270的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整3个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至4个通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成1090MHz发射信号校准。
实施例1
一种防撞设备的多通道收发机，包括多通道接收机模块、多通道发射机模块、综合信号处理模块，以及设置在多通道接收机模块中的内部校准源模块；内部校准源模块接收来自综合信号处理模块的校准命令，产生校准信号进入多通道接收机模块；在多通道接收机模块中，以某一通道的幅度相位值为基准，对其他通道与该基准通道的幅度相位差进行校正处理，校准后的各通道之间满足幅度相位一致性，完成接收通道校准；在多通道发射机模块中，通过多通道接收机模块与多通道发射机模块之间内部通信接口，综合信号处理模块控制以某一路通道为参考分别发送与所述校准信号相同频率的射频信号，用多通道发射机模块内部的数控衰减器和基带I/Q调制器分别完成幅度和相位调节，多通道接收机模块不断检测接收信号的幅度相位信息直至达到目标值，完成发射通道校准。
实施例2
在实施例1的基础上，所述多通道接收机模块包括多路接收通道，天线接收的信号进入接收通道，经限幅后、前端的介质滤波器实现对接收信号的选择，完成对带外信号的抑制，同时实现镜频、中频抑制指标、与后面的LTCC低通滤波器一起实现带外互调指标的要求；然后经由LNA放大、滤波、放大后进入混频器进行下混频，产生第一中频信号、第二中频信号；第一中频信号为TCAS询问目标机产生的C/S模式应答信号对应的中频信号，对应第一射频接收信号，通过天线切换开关分时完成上下多路射频信号接收，用于实现C/S模式应答校准；第二中频信号为A/C/S模式询问信号对应的中频信号，对应第二射频接收信号，用于实现A/C/S询问信号校准。
实施例3
在实施例1的基础上，在所述多通道发射机模块中，发射本振LO_TX信号与基带I/Q信号滤波后混频产生发射信号，通过滤波器、功率控制后送到功放，经放大后进入开关网络，并通过环行器输出到发射天线；只有当通道发射使能有效的情况下，该通道的放大器才会工作，否则链路放大器处于关闭状态；在不发射的条件下，通过发射使能控制选择开关，将本振信号LO_TX用负载吸引。
实施例4
在实施例1的基础上，所述校准源包括PLL模块、LTCC滤波器、校准开关以及功分网络模块，PLL模块与LTCC滤波器连接，LTCC滤波器与校准开关连接，校准开关与功分网络模块连接；校准信号由PLL模块直接产生，当接收到校准使能信号后，校准源将产生校准信号送入接收前端的耦合端口，从而进入接收通道进行幅度和相位校准。
实施例5
在实施例1的基础上，所述综合信号处理模块中包括FPGA单元，综合信号处理模块中的FPGA单元根据收到的编码信号产生基带I信号、基带Q信号，并通过高速D/A转换芯片，产生模拟的基带I/Q调制信号，与本振信号LO_TX经I/Q调制器完成相位校准。
实施例6
在实施例1的基础上，在发射本振源部分设置有备用频率源，所述备用频率源包括PLL1模块和PLL2模块，当检测到PLL1模块故障时启动PLL2工作。
实施例7
在基于任一实施例1～6的基础上，提供一种所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，接收通道校准包括如下步骤：
第1步，控制校准源，产生第一校准信号同时送入多路接收通道；
第2步，FPGA通过AD同时采集多路接收通道的中频信号的幅度和相位信息；
第3步，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第1步～第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第5步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至上通道；
第6步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入上通道的多路通道接收；
第7步，以上通道中的某一路通道为基准通道为基准，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第6步～第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第9步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至下通道；
第10步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入下通道的多路通道接收；
第11步，以下通道中的某一路通道为基准通道，下通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第12步，重复第10步～第11步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有下通道的幅度相位信息一致性在指标范围内。
实施例8
在基于任一实施例1～6的基础上，提供一种基于如上任一所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，发射通道校准包括如下步骤：
第1步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第2步，控制DA转换器，产生第一中频信号，配置发射本振，产生与第一校准信号相同频率的发射信号；
第3步，启动发射校准，发射通道同时产生多路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成与第一校准信号相同频率的发射信号的校准；
第5步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第6步，控制DA转换器，产生第二中频信号，配置发射本振，产生与第二校准信号相同频率的发射信号；
第7步，启动发射校准，发射通道同时产生多路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成与第二校准信号相同频率的发射信号的校准。
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 (8)
1.一种防撞设备的多通道收发机，其特征在于，包括：
多通道接收机模块、多通道发射机模块、综合信号处理模块，以及设置在多通道接收机模块中的内部校准源模块；
内部校准源模块接收来自综合信号处理模块的校准命令，产生校准信号进入多通道接收机模块；在多通道接收机模块中，以某一通道的幅度相位值为基准，对其他通道与该基准通道的幅度相位差进行校正处理，校准后的各通道之间满足幅度相位一致性，完成接收通道校准；
在多通道发射机模块中，通过多通道接收机模块与多通道发射机模块之间内部通信接口，综合信号处理模块控制以某一路通道为参考分别发送与所述校准信号相同频率的射频信号，用多通道发射机模块内部的数控衰减器和基带I/Q调制器分别完成幅度和相位调节，多通道接收机模块不断检测接收信号的幅度相位信息直至达到目标值，完成发射通道校准。
2.根据权利要求1所述的防撞设备的多通道收发机，其特征在于，所述多通道接收机模块包括多路接收通道，天线接收的信号进入接收通道，经限幅后、前端的介质滤波器实现对接收信号的选择，完成对带外信号的抑制，同时实现镜频、中频抑制指标、与后面的LTCC低通滤波器一起实现带外互调指标的要求；然后经由LNA放大、滤波、放大后进入混频器进行下混频，产生第一中频信号、第二中频信号；第一中频信号为TCAS询问目标机产生的C/S模式应答信号对应的中频信号，对应第一射频接收信号，通过天线切换开关分时完成上下多路射频信号接收，用于实现C/S模式应答校准；第二中频信号为A/C/S模式询问信号对应的中频信号，对应第二射频接收信号，用于实现A/C/S询问信号校准。
3.根据权利要求1所述的防撞设备的多通道收发机，其特征在于，在所述多通道发射机模块中，发射本振LO_TX信号与基带I/Q信号滤波后混频产生发射信号，通过滤波器、功率控制后送到功放，经放大后进入开关网络，并通过环行器输出到发射天线；只有当通道发射使能有效的情况下，该通道的放大器才会工作，否则链路放大器处于关闭状态；在不发射的条件下，通过发射使能控制选择开关，将本振信号LO_TX用负载吸引。
4.根据权利要求1所述的防撞设备的多通道收发机，其特征在于，所述内部校准源模块包括PLL模块、LTCC滤波器、校准开关以及功分网络模块，PLL模块与LTCC滤波器连接，LTCC滤波器与校准开关连接，校准开关与功分网络模块连接；校准信号由PLL模块直接产生，当接收到校准使能信号后，校准源将产生校准信号送入接收前端的耦合端口，从而进入接收通道进行幅度和相位校准。
5.根据权利要求1所述的防撞设备的多通道收发机，其特征在于，所述综合信号处理模块中包括FPGA单元，综合信号处理模块中的FPGA单元根据收到的编码信号产生基带I信号、基带Q信号，并通过高速D/A转换芯片，产生模拟的基带I/Q调制信号，与本振信号LO_TX经I/Q调制器完成相位校准。
6.根据权利要求4所述的防撞设备的多通道收发机，其特征在于，在发射本振源部分设置有备用频率源，所述备用频率源包括PLL1模块和PLL2模块，当检测到PLL1模块故障时启动PLL2工作。
7.一种基于权利要求1～6任一所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，其特征在于，接收通道校准包括如下步骤：
第1步，控制校准源，产生第一校准信号同时送入多路接收通道；
第2步，FPGA通过AD同时采集多路接收通道的中频信号的幅度和相位信息；
第3步，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第1步～第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第5步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至上通道；
第6步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入上通道的多路通道接收；
第7步，以上通道中的某一路通道为基准通道为基准，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整其余通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第8步，重复第6步～第7步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内；
第9步，通过通道切换开关，将与第二校准信号频率相同的信号接收切换至下通道；
第10步，控制校准源，产生第二校准信号同时送入下通道的多路通道接收；
第11步，以下通道中的某一路通道为基准通道，下通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第12步，重复第10步～第11步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有下通道的幅度相位信息一致性在指标范围内。
8.一种基于权利要求1～6任一所述防撞设备的多通道收发机的幅相校准方法，其特征在于，发射通道校准包括如下步骤：
第1步，控制天线切换开关，将射频开关选择为上通道；
第2步，控制DA转换器，产生第一中频信号，配置发射本振，产生与第一校准信号相同频率的发射信号；
第3步，启动发射校准，发射通道同时产生多路射频信号，耦合进入接收通道，以上通道中的某一路通道为基准通道，上通道中的其余通道依次与该基准通道的幅度相位信息进行对比，根据幅度相位差异，依次调整多个发射通道的衰减值和相位值，并将幅度相位校准值存在非易失存储器中；
第4步，重复第3步，再次调整通道的幅度相位校准值，直至所有上通道的幅度相位信息一致性在指标范围内，完成与第一校准信号相同频率的发射信号的校准；
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