CN114337863A - 一种相控阵天线校准方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents
一种相控阵天线校准方法、系统、设备和存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种相控阵天线校准方法，包括，通过近场校准对天线幅相进行校准；基于远场环境校准天线左右旋的幅度；基于远场环境进行整机极化校准。本发明的优点在于：首先通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境，远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，有利于搭建测试环境。远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，利于搭建测试环境。针对卫星通信中高极化隔离度的要求，通过采用远场的幅度和相位粗校准，再加以远场的幅度和极化校准，提高校准精度，可以获得高的极化隔离度。
Description
技术领域
本发明涉及相控阵卫星天线校准技术领域，尤其涉及一种相控阵天线校准方法、系统、设备和存储介质。
背景技术
由于相控阵天线每个通道经过不同的射频电路，故每个通道存在不确定性的幅度和相位偏差，需要在生产过程中进行幅度和相位的校准，校准的精度决定天线的性能，包括主瓣增益、副瓣特性和天线极化特性等。
针对相控阵卫星通信天线的幅相校准，一般采用远场校准和近场校准方法；采用远场校准的方法存在占用场地大、系统复杂且效率低的问题；采用纯近场校准方法效率高，但是存在幅度和相位校准误差大的问题，相控阵卫星通信天线系统往往采用双圆极化或者双线极化合成任意线极化，卫星通信中对极化隔离度要求较高，近场校准精度无法满足要求。
公开号为CN102544771A的发明专利申请公开了一种多信道抗干扰天线系统的全面实时校准方法，提出了通过远场校准和近场校准的结合解决多信道数字抗干扰系统校准的不完备性，但该方法并不适用于相控阵天线的校准需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于近场校准和远场校准的结合进行相控阵卫星天线校准的方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种相控阵天线校准方法，包括，
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
基于远场环境进行整机极化校准。
本发明首先通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境，远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，有利于搭建测试环境。
优选的，通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境。
优选的，所述基于远场环境校准天线左右旋的幅度的方法为，
基于近场校准结果打开所有左旋通道，记录结束功能率值A；
基于近场校准结果打开所有右旋通道，记录结束功率值B；
如果A>B，所有左旋通道增加衰减(A-B)；否则，所有右旋通道增加衰减(B-A)；
通过叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅度数据，完成远场幅度校准。
优选的，所述基于远场环境进行整机极化校准的方法为，
S1：获取叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅相数据，令相位
S2：记录当前的接收功率值
S3：保持所有左旋相位不变，为所有右旋相位增加最小可调步进相位δ，令
记录此时的功率值
S4：如果
返回S3，否则，将不同相位下的功率值转换为幅度值，采用正弦曲线拟合，找到幅度最大点对应的右旋相位调整点φ；
S5：对所有右旋相位加φ，得到校准后的相位；
S6：天线极化隔离度为的Pmax-Pmin；其中，Pmax和Pmin分别表示所有采集的功率值
中的最大值和最小值，完成远场极化校准。
本发明还提供了一种相控阵天线校准系统，包括，
幅相校准模块，通过近场校准对天线幅相进行校准；
幅度校准模块，基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
极化校准模块，基于远场环境进行整机极化校准。
优选的，通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境。
优选的，所述基于远场环境校准天线左右旋的幅度的方法为，
基于近场校准结果打开所有左旋通道，记录结束功能率值A；
基于近场校准结果打开所有右旋通道，记录结束功率值B；
如果A>B，所有左旋通道增加衰减(A-B)；否则，所有右旋通道增加衰减(B-A)；
通过叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅度数据，完成远场幅度校准。
优选的，所述基于远场环境进行整机极化校准的方法为，
S1：获取叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅相数据，令相位
S2：记录当前的接收功率值
S3：保持所有左旋相位不变，为所有右旋相位增加最小可调步进相位δ，令
记录此时的功率值
S4：如果
返回S3，否则，将不同相位下的功率值转换为幅度值，采用正弦曲线拟合，找到幅度最大点对应的右旋相位调整点φ；
S5：对所有右旋相位加φ，得到校准后的相位；
S6：天线极化隔离度为的Pmax-Pmin；其中，Pmax和Pmin分别表示所有采集的功率值
中的最大值和最小值，完成远场极化校准。
本发明还提供了一种电子处理设备，包括至少一个处理器和存储有至少一个执行程序的存储装置，当所述至少一个执行程序被所述至少一个处理器执行，所述至少一个处理器实现如所述的相控阵天线校准方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现所述的相控阵天线校准方法。
本发明提供的相控阵天线校准方法、系统、设备和存储介质的优点在于：首先通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境，远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，有利于搭建测试环境。远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，利于搭建测试环境。针对卫星通信中高极化隔离度的要求，通过采用远场的幅度和相位粗校准，再加以远场的幅度和极化校准，提高校准精度，可以获得高的极化隔离度。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的相控阵天线校准方法的流程图；
图2为本发明的实施例提供的相控阵天线校准方法的幅度校准方法的流程图；
图3为本发明的实施例提供的相控阵天线校准方法的极化校准方法的流程图；
图4为本发明的实施例提供的相控阵天线校准系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
实施例1
如图1所示，本时实施例提供了一种相控阵天线的校准方法，包括，
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
基于远场环境进行整机极化校准。
本实施例结合近场和远场校准的优点，既可以提高效率也能够提高精度，有效的解决了相控阵卫星天线的校准问题，满足校正精度的要求。
具体的，本实施例提供的校准方法包括，
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
本实施例中，首先通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境，远场测试环境采用卫星作为发射端，测试环境大幅简化，有利于搭建测试环境。
参考图2，所述基于远场环境校准天线左右旋的幅度的方法为，
基于近场校准结果打开所有左旋通道，记录结束功能率值A；
基于近场校准结果打开所有右旋通道，记录结束功率值B；
如果A＞B，所有左旋通道增加衰减(A-B)；否则，所有右旋通道增加衰减(B-A)；
通过叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅度数据，完成远场幅度校准。
基于远场环境进行整机极化校准，参考图3，具体方法为，
S1：获取叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅相数据，令相位
S2：记录当前的接收功率值
S3：保持所有左旋相位不变，为所有右旋相位增加最小可调步进相位δ，令
记录此时的功率值
S4：如果
返回S3，否则，将不同相位下的功率值转换为幅度值，采用正弦曲线拟合，找到幅度最大点对应的右旋相位调整点φ；
S5：对所有右旋相位加φ，得到校准后的相位；
S6：天线极化隔离度为的Pmax-Pmin；其中，Pmax和Pmin分别表示所有采集的功率伯
中的最大值和最小值，完成远场极化校准。
实施例2
参考图4，本实施还提供了一种相控阵天线校准系统，包括，
幅相校准模块，通过近场校准对天线幅相进行校准；
幅度校准模块，基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
极化校准模块，基于远场环境进行整机极化校准。
实施例3
本实施例还提供了一种电子处理设备，包括至少一个处理器和存储有至少一个执行程序的存储装置，当所述至少一个执行程序被所述至少一个处理器执行，所述至少一个处理器如下方法：
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
基于远场环境进行整机极化校准。
实施例4
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现如下方法：
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
基于远场环境进行整机极化校准。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种相控阵天线校准方法，其特征在于：包括，
通过近场校准对天线幅相进行校准；
基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
基于远场环境进行整机极化校准。
2.根据权利要求1所述的一种相控阵天线校准方法，其特征在于：通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境。
3.根据权利要求1所述的一种相控阵天线校准方法，其特征在于：所述基于远场环境校准天线左右旋的幅度的方法为，
基于近场校准结果打开所有左旋通道，记录结束功能率值A；
基于近场校准结果打开所有右旋通道，记录结束功率值B；
如果A>B，所有左旋通道增加衰减(A-B)；否则，所有右旋通道增加衰减(B-A)；
通过叠加近场幅相校准和远场幅度修正的杜甫数据，完成远场幅度校准。
4.根据权利要求1所述的一种相控阵天线校准方法，其特征在于：所述基于远场环境进行整机极化校准的方法为，
S1：获取叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅相数据，令相位
S2：记录当前的接收功率值
S3：保持所有左旋相位不变，为所有右旋相位增加最小可调步进相位δ，令
记录此时的功率值
S4：如果
返回S3，否则，将不同相位下的功率值转换为幅度值，采用正弦曲线拟合，找到幅度最大点对应的右旋相位调整点φ；
S5：对所有右旋相位加φ，得到校准后的相位；
S6：天线极化隔离度为的Pmax-Pmin；其中，Pmax和Pmin分别表示所有采集的功率值
中的最大值和最小值，完成远场极化校准。
5.一种相控阵天线校准系统，其特征在于：包括，
幅相校准模块，通过近场校准对天线幅相进行校准；
幅度校准模块，基于远场环境校准天线左右旋的幅度；
极化校准模块，基于远场环境进行整机极化校准。
6.根据权利要求5所述的一种相控阵天线校准系统，其特征在于：通过卫星信道提供的远场条件构建所述的远场校准环境。
7.根据权利要求5所述的一种相控阵天线校准系统，其特征在于：所述基于远场环境校准天线左右旋的幅度的方法为，
基于近场校准结果打开所有左旋通道，记录结束功能率值A；
基于近场校准结果打开所有右旋通道，记录结束功率值B；
如果A>B，所有左旋通道增加衰减(A-B)；否则，所有右旋通道增加衰减(B-A)；
通过叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅度数据，完成远场幅度校准。
8.根据权利要求5所述的一种相控阵天线校准系统，其特征在于：所述基于远场环境进行整机极化校准的方法为，
S1：获取叠加近场幅相校准和远场幅度修正的幅相数据，令相位
S2：记录当前的接收功率值
S3：保持所有左旋相位不变，为所有右旋相位增加最小可调步进相位δ，令
记录此时的功率值
S4：如果
返回S3，否则，将不同相位下的功率值转换为幅度值，采用正弦曲线拟合，找到幅度最大点对应的右旋相位调整点φ；
S5：对所有右旋相位加φ，得到校准后的相位；
S6：天线极化隔离度为的Pmax-Pmin；其中，Pmax和Pmin分别表示所有采集的功率值
中的最大值和最小值，完成远场极化校准。
9.一种电子处理设备，其特征在于：包括至少一个处理器和存储有至少一个执行程序的存储装置，当所述至少一个执行程序被所述至少一个处理器执行，所述至少一个处理器实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
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