CN115347368A - 一种低轨卫星相控阵天线校准装置 - Google Patents
一种低轨卫星相控阵天线校准装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115347368A CN115347368A CN202211127390.XA CN202211127390A CN115347368A CN 115347368 A CN115347368 A CN 115347368A CN 202211127390 A CN202211127390 A CN 202211127390A CN 115347368 A CN115347368 A CN 115347368A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calibration
- circuit
- signal
- integrated circuit
- processor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
- H01Q1/288—Satellite antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/28—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
- H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接；上述第一校准集成电路通过功分器和校准天线与第一测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路通过功分器和第一参考电路串联形成闭合回路；第一校准集成电路用于根据比较第一测试电路和第一参考电路之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值；上述第二校准集成电路通过功分器和校准天线与第二测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路通过功分器和第二参考电路串联形成闭合回路，第二校准集成电路用于根据比较第二测试电路和第二参考电路之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值。
Description
技术领域
本发明涉及卫星无线通讯技术领域，具体涉及一种低轨卫星相控阵天线校准装置。
背景技术
近年世界上对低轨卫星星座的研究投入逐渐增大，国外已有公司发射数千颗低轨卫星，初步开启了低轨卫星互联网服务，国内的研究尚处在起步阶段。这种低轨卫星大量采用相控阵技术，可快速调整波束指向，为地面特定区域服务。在相控阵天线中,为了使天线波束的指向准确,必须对各通道的相位和幅度一致性进行严格控制,这就需要对各通道进行校准来满足波束指向精度的需要。
传统DBF校准装置利用校准源产生校准信号,校准信号功分出N路，通过开关依次馈入N个T/R通道,将开关切到校准源，先进行一次采样，得到校准源的幅度、相位信息。再将开关切回T/R通道，进行第二次采样，利用AD转换后的数据中计算通道间的幅度及相位误差,并产生校准系数。这种校准方法校准时需要独立的校准源设备，而且校准源需要功分出N路，在大规模DBF相控阵天线系统中较为复杂，难以集成到相控阵天线内。校准操作条件要求较高,天线出厂后难以实现，特别是发射入轨后难以再次校准。
传统技术中，校准装置由信号处理系统和近场信号源组成。信号处理系统包含多个锁相环及混频器，锁相环的数量与混频器的数量相同。N各通道需要N的锁相环，由于锁相环上电后的相位是随机的，N的锁相环上电后的相位是随机分布的，不能使用上次的校准数据，上电后需要重新校准。每次上电后均需花费较长时间进行校准，繁琐费时，对于低轨卫星来讲时间成本过高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用传统技术校准信号源产生的信号，装置复杂、成本较高，难以集成到大规模DBF相控阵天线内，目的在于提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置，解决了传统技术校准相控阵天线的各通道信号时，装置复杂且成本高难以应用于大规模相控阵天线中的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种低轨卫星相控阵天线校准装置，包括校准天线、双工器、发射校准组件和接收校准组件；
上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接；
上述发射校准组件包括第一校准集成电路、第一测试电路和第一参考电路；
上述第一校准集成电路通过功分器分别与第一参考电路和第一测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路用于比较第一测试电路和第一参考电路之间的幅度和相位；
上述接收校准组件包括第二校准集成电路、第二测试电路和第二参考电路；
上述第二校准集成电路通过功分器分别与第二参考电路和第二测试电路串联形成闭合回路，第二校准集成电路用于比较第二测试电路和第二参考电路之间的幅度和相位。
该方案中，上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接，上述发射校准组件和接收校准组件共用同一个校准天线，即降低成本，又简化装置。
上述第一校准集成电路用于发射射频校准信号，上述射频校准信号通过功分器分成两路信号，其中一路信号为测试信号，上述测试信号通过校准天线发送至第一测试电路，上述第一测试电路接收测试信号用于测试相控阵技术中的发射通道的相位及幅度大小；且上述第一校准集成电路与第一测试电路串联形成闭合回路，上述第一测试电路将发射通道的相位及幅度大小的测试信号发送至第一校准集成电路；
上述射频校准信号通过功分器分成的另一路信号运输至第一参考电路，上述另一路信号为参考信号，上述第一参考电路接收参考信号，上述第一参考电路用于自校准参考信号，形成相控阵技术中的发射通道的标准信号，上述标准信号为准确的幅度及相位；且上述第一参考电路与第一校准集成电路串联形成闭合回路，第一参考电路将上述标准信号发送至第一校准集成电路；
上述第一校准集成电路通过比对上述标准信号和相控阵技术中的发射通道的幅度和相位大小，并计算出需要补偿给上述相控阵技术中的发射通道的补偿幅度和相位值。
上述第二校准集成电路用于发射射频校准信号，上述射频校准信号通过功分器分成两路信号，其中一路信号为测试信号，上述测试信号通过校准天线发送至第二测试电路，上述第二测试电路接收测试信号用于测试相控阵技术中的接收通道的相位及幅度大小；且上述第二校准集成电路与第二测试电路串联形成闭合回路，上述第二测试电路将接收通道的相位及幅度大小的测试信号发送至第二校准集成电路；
上述射频校准信号通过功分器分成的另一路信号运输至第二参考电路，上述另一路信号为参考信号，上述第二参考电路接收参考信号，上述第二参考电路用于自校准参考信号，形成相控阵技术中的接收通道的标准信号，上述标准信号为准确的幅度及相位；且上述第二参考电路与第二校准集成电路串联形成闭合回路，第二参考电路将上述标准信号发送至第二校准集成电路；
上述第二校准集成电路通过比对上述标准信号和相控阵技术中的接收通道的幅度和相位大小，并计算出需要补偿给上述相控阵技术中的接收通道的补偿幅度和相位值。
通过第一校准集成电路比较第一测试电路和第一参考电路，计算发射通道的补偿幅度和相位值，并重复上述过程，得出所有发射通道的幅度和相位，再进行归一化处理；通过第二校准集成电路比较第二测试电路和第二参考电路，计算接收通道的补偿幅度和相位值，并重复上述过程，得出所有接收通道的幅度和相位，再进行归一化处理，不仅结构简单，易于集成进大规模DBF相控阵天线中，且解决传统技术中由于结构复杂，成本较高，难以集成到大规模相控阵天线内。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第一校准集成电路包括为以FPGA为核心的第一处理器。
该方案中，上述FPGA为可编程门阵列，它是作为专用集成电路领域中的一种半制定电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第一校准集成电路还包括第一信号源芯片和第一模数转换器；
上述第一信号源芯片一端与第一处理器内的分频器电连接，另一端与功分器电连接，上述第一处理器用于通过驱动第一信号源芯片产生校准信号，并通过上述功分器将校准信号分别送入第一测试电路和第一参考电路；
上述第一模数转换器一端与第一处理器连接，另一端连接有第一开关，上述第一开关用于根据第一处理器选择与第一测试电路或第一参考电路连接。
该方案中，上述第一处理器为FPGA为核心的第一处理器，上述第一处理器内置有分频器上述分频器为DDS直接数字式频率合成器，通过第一处理器编程控制上述分频器，上述分频器与第一信号源芯片连接，上述第一处理器内的分频器驱动第一信号源芯片产生校准信号，上述校准信号通过功分器分为两路，一路为测试信号送入第一测试电路，另一路为参考信号送入第一参考电路。
上述第一处理器连接有第一模数转换器，上述第一模数转换器与第一开关连接，上述第一开关用于根据第一处理器选择与第一测试电路或第一参考电路连接，上述第一模数转换器用于处理第一测试电路传输的测试信号或第一参考电路传输的参考信号，上述第一模数转换器将上述测试信号或参考信号转为数字信号并传输至第一处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第一测试电路包括发射通道；
上述发射通道一端与功分器连接，另一端连接有发射阵元；上述发射阵元与校准天线无线连接；上述校准天线电连接有第一数控衰减器，上述第一数控衰减器与第一开关电连接。
该方案中，上述第一测试电路包括发射通道，上述发射通道用于接收第一处理器经过功分器功分出来的测试信号，上述测试信号进入发射通道用于采样发射通道的幅度和相位；上述发射通道连接有发射阵元，上述发射通道将测试信号传输给发射阵元，上述发射阵元为发射天线，上述发射阵元通过天线辐射，上述校准天线接收到发射阵元辐射的测试信号；上述校准天线连接有第一数控衰减器，上述第一数控衰减器用于调节测试信号的大小；上述第一数控衰减器与第一开关电连接，上述第一数控衰减器通过第一开关和第一模数转换器将测试信号传输给第一处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第一参考电路包括调节信号大小的第一衰减器，上述第一衰减器一端与功分器连接，另一端与第一开关电连接。
该方案中，上述第一参考电路接收来自功分器功分出的参考信号，上述参考信号经过第一衰减器进行参考信号的自校准；上述第一参考电路通过第一开关和第一模数转换器与第一处理器连接，并通过第一开关将自校准的参考信号传输至第一处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第二校准集成电路包括为以FPGA为核心的第二处理器。
该方案中，上述FPGA为可编程门阵列，它是作为专用集成电路领域中的一种半制定电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第二校准集成电路还包括第二信号源芯片和第二模数转换器；
上述第二信号源芯片一端与第二处理器内的分频器电连接，另一端与功分器电连接；上述第二处理器用于通过驱动第二信号源芯片产生校准信号，并通过上述功分器将校准信号分别送入第二测试电路和第二参考电路；
上述第二模数转换器一端与第二处理器连接，另一端连接有第二开关，上述第二开关用于根据第二处理器选择与第二测试电路或第二参考电路连接。
该方案中，该方案中，上述第二处理器为FPGA为核心的第二处理器，上述第二处理器内置有分频器，上述分频器与第二信号源芯片连接，上述第二处理器内的分频器驱动第二信号源芯片产生校准信号，上述校准信号通过功分器分为两路，一路为测试信号送入第二测试电路，另一路为参考信号送入第二参考电路。
上述第二处理器连接有第二模数转换器，上述第二模数转换器与第二开关连接，上述第二开关用于根据第二处理器选择与第二测试电路或第二参考电路连接，上述第二模数转换器用于处理第二测试电路传输的测试信号或第二参考电路传输的参考信号，上述第二模数转换器将上述测试信号或参考信号转为数字信号并传输至第二处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第二测试电路包括第二数控衰减器；
上述第二数控衰减器一端与功分器连接，另一端与校准天线连接；上述校准天线无线连接有接收阵元，上述接收阵元电连接有接收通道，上述接收通道连接有第三数控衰减器，上述第三数控衰减器与第二开关电连接。
该方案中，上述第二测试电路包括第二数控衰减器，通过上述功分器功分出的测试信号发送至第二数控衰减器，上述第二数控衰减器用于调整测试信号的功率大小，上述第二数控衰减器与校准天线连接，经衰减后的测试信号由第二数控衰减器传输至校准天线，上述校准天线通过天线辐射，将测试信号传输给接收阵元，上述接收阵元为接收天线，上述接收阵元电连接有接收通道，上述测试信号经过接收通道用于采样接收通道的幅度和相位，上述接收通道连接有第三数控衰减器，上述第三数控衰减器用于调整进入第二模数转换器的信号大小，上述第三数控衰减器与第二开关电连接，上述第三数控衰减器通过第二开关和第二模数转换器将测试信号传输给第二处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第二参考电路包括调节信号大小的第二衰减器，上述第二衰减器一端与功分器连接，另一端与第二开关电连接。
该方案中，上述第二参考电路接收来自功分器功分出的参考信号，上述参考信号经过第二衰减器进行参考信号的自校准；上述第二参考电路通过第二开关和第二模数转换器与第二处理器连接，并通过第二开关将自校准的参考信号传输至第二处理器。
在一些可实施的方案中，一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述第一校准集成电路通过基带FPGA复用，上述第一校准集成电路通过功分器与第二测试电路串联形成闭合回路；
上述第一校准集成电路通过功分器与第二参考电路串联形成闭合回路；第一校准集成电路用于根据比较第二测试电路和第二参考电路之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值。
该方案中，上述第一校准集成电路包括以FPGA为核心的第一处理器、第一信号源芯片和第一模数转换器，上述第一测试电路和第二测试电路均与第一校准集成电路形成闭合回路，上述第一测试电路与第二测试电路共用第一处理器、第一信号源芯片和第一模数转换器；节约器件成本。
上述第一参考电路和第二参考电路均与第二校准集成电路形成闭合回路，上述第一参考电路与第二参考电路共用第一处理器、第一信号芯片元和第一模数转换器；节约器件成本。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接，上述发射校准组件和接收校准组件共用同一个校准天线，即降低成本，又简化装置。
通过第一校准集成电路比较第一测试电路和第一参考电路，计算发射通道的补偿幅度和相位值，并重复上述过程，得出所有发射通道的幅度和相位，再进行归一化处理；通过第二校准集成电路比较第二测试电路和第二参考电路，计算接收通道的补偿幅度和相位值，并重复上述过程，得出所有接收通道的幅度和相位，再进行归一化处理，不仅结构简单，易于集成进大规模DBF相控阵天线中，解决传统技术中由于结构复杂，成本较高，难以集成到大规模相控阵天线内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为实施例1提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的发射校准组件的原理图；
图2为实施例1提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的发射校准组件的流程图；
图3为实施例1提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的共用校准天线原理图；
图4为实施例2提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的接收校准组件的原理图；
图5为实施例2提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的发射校准组件的流程图；
图6为实施例2提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的共用第一处理器的流程图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-发射阵元，2-双工器，3-发射校准组件，31-第一校准集成电路，311-第一处理器，312-第一信号源芯片，313-第一模数转换器，314-第一开关，32-第一测试电路，321-发射通道,322-第一数控衰减器,33-第一参考电路，331-第一衰减器，4-接收校准组件，41-第二校准集成电路，411-第二处理器，412-第二信号源芯片，413-第二模数转换器，414-第二开关，42-第二测试电路，421-第二数控衰减器，422-接收通道，423-第三数控衰减器，43-第二参考电路，431-第二衰减器，5-接收阵元，6-校准天线。
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，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-图3，实施例1提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置，包括校准天线6、双功器、发射校准组件3和接收校准组件4；
上述校准天线6通过双工器2分别与发射校准组件3和接收校准组件4连接；
上述发射校准组件3包括第一校准集成电路31、第一测试电路32和第一参考电路33；
上述第一校准集成电路31通过功分器和校准天线6与第一测试电路32串联形成闭合回路，第一校准集成电路31通过功分器和第一参考电路33串联形成闭合回路；第一校准集成电路31用于根据比较第一测试电路32和第一参考电路33之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值。
上述第一校准集成电路31包括为以FPGA为核心的第一处理器311。
上述第一校准集成电路31还包括第一信号源芯片312和第一模数转换器313；上述第一信号源芯片312一端与第一处理器311内的分频器电连接，另一端与功分器电连接，上述第一处理器311用于通过驱动第一信号源芯片312产生校准信号，并通过上述功分器将校准信号分别送入第一测试电路32和第一参考电路33；上述第一模数转换器313一端与第一处理器311连接，另一端连接有第一开关314，上述第一开关314用于根据第一处理器311选择与第一测试电路32或第一参考电路33连接。
上述第一测试电路32包括发射通道321；发射通道321一端与功分器连接，另一端连接有发射阵元1；上述发射阵元1与校准天线6无线连接；上述校准天线6电连接有第一数控衰减器322，上述第一数控衰减器322与第一开关314电连接。
上述第一参考电路33包括调节信号大小的第一衰减器331，上述第一衰减器331一端与功分器连接，另一端与第一开关314电连接。
具体的实施例，上述校准天线6通过双工器2分别与发射校准组件3和接收校准组件4连接，上述发射校准组件3和接收校准组件4共用同一个校准天线6，即降低成本，又简化装置。
上述第一处理器311为FPGA为核心的第一处理器311，上述第一处理器311内置有分频器，上述分频器为DDS直接数字式频率合成器，通过第一处理器311编程控制上述分频器，上述分频器与第一信号源芯片312连接，上述第一信号源为型号ADRV9009的模数转换器，上述第一处理器311内分频器核驱动ADRV9009的TX2通道DAC产生单音信号作为校准信号，上述校准信号通过功分器分为两路，一路为测试信号送入第一测试电路32，另一路为参考信号送入第一参考电路33。
上述测试信号送入第一测试电路32，上述测试信号经过发射通道321，并通过发射阵元1辐射至校准天线6，校准天线6接收单音校准信号依次通过双工器2、第一数控衰减器322、第一开关314至第一模数转换器313，其中上述第一开关314用于选择进入第一模数转换器313RX1通道的ADC信号，分时进行第一参考电路33和第一测试电路32的切换，上述第一数控衰减器322用于调整测试信号的功率大小，上述第一数控衰减器322与第一模数转换器313连接，上述第一模数转换器313采样测试电路送入第一校准集成电路31进行处理；
上述参考信号进入第一参考电路33进行自校准后送入第一校准集成电路31进行处理。
上述第一校准集成电路31通过对比接收到的测试信号和参考信号计算发射通道321的幅度和相位，并重复多次计算，直至得出所有发射通道321的幅度和相位，进行归一化处理，得出各个发射通道321的补偿幅度和相位值。
实施例2
如图4-图6，实施例2在实施例1的基础上提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置的接收校准组件4，上述第二校准集成电路41包括为以FPGA为核心的第二处理器411。
上述第二校准集成电路41还包括第二信号源芯片412和第二模数转换器413；
上述第二信号源芯片412一端与第二处理器411内的分频器电连接，另一端与功分器电连接；上述第二处理器411用于通过驱动第二信号源芯片412产生校准信号，并通过上述功分器将校准信号分别送入第二测试电路42和第二参考电路43；
上述第二模数转换器413一端与第二处理器411连接，另一端连接有第二开关414，上述第二开关414用于根据第二处理器411选择与第二测试电路42或第二参考电路43连接。
上述第二测试电路42包括第一数控衰减器322；
上述第二数控衰减器421一端与功分器连接，另一端与校准天线6连接；上述校准天线6无线连接有接收阵元5，上述接收阵元5电连接有接收通道422，上述接收通道422连接有第三数控衰减器423，上述第三数控衰减器423与第二开关414电连接。
上述第二参考电路43包括调节信号大小的第二衰减器431，上述第二衰减器431一端与功分器连接，另一端与第二开关414电连接。
具体的实施例，上述第二处理器411为FPGA为核心的第二处理器411，上述FPGA为可编程门阵列，它是作为专用集成电路领域中的一种半制定电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。上述第二处理器411内置有分频器，上述分频器为DDS直接数字式频率合成器，通过第二处理器411编程控制上述分频器，上述分频器与第二信号源芯片412连接，上述第二信号源为型号ADRV9009的模数转换器，上述第二处理器411内分频器核驱动ADRV9009的TX1通道DAC产生校准信号，并将校准信号转为模拟信号，上述校准信号通过功分器分为两路，一路为测试信号送入第二测试电路42，一路为参考信号送入第二参考电路43。
上述测试信号由第二信号源的TX1通道转换为模拟信号后，再经过第二数控衰减器421，并由校准天线6向外辐射至接收阵元5，上述接收阵元5将收到的测试信号依次通过接收通道422、第三数控衰减器423、第二开关414和第二模数转换器413至第二处理器411，其中上述第二开关414用于选择进入第二模数转换器413的RX1通道的ADC信号，分时进行第二参考电路43和第二测试电路42的切换，上述第二数控衰减器421用于调整测试信号的功率大小，上述第三数控衰减器423用于调整进入第二模数转换器413信号的大小。
上述参考信号进入第二参考电路43进行自校准后送入第二校准集成电路41进行处理。
上述第二校准集成电路41通过对比接收到的测试信号和参考信号计算接收通道422的幅度和相位，并重复多次计算，直至得出所有接收通道422的幅度和相位，进行归一化处理，得出各个接收通道422的补偿幅度和相位值。
上述第一校准集成电路31通过基带FPGA复用，上述第一校准集成电路31通过功分器与第二测试电路42串联形成闭合回路；
上述第一校准集成电路31通过功分器与第二参考电路43串联形成闭合回路；第一校准集成电路31用于根据比较第二测试电路42和第二参考电路43之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值。
具体的实施例，上述第一校准集成电路31包括以FPGA为核心的第一处理器311、第一信号源芯片312和第一模数转换器313，上述第一测试电路32和第二测试电路42均与第一校准集成电路31形成闭合回路，上述第一测试电路32与第二测试电路42共用第一处理器311、第一信号源芯片312和第一模数转换器313；节约器件成本。
上述第一参考电路33和第二参考电路43均与第二校准集成电路41形成闭合回路，上述第一参考电路33与第二参考电路43共用第一处理器311、第一信号芯片元和第一模数转换器313；节约器件成本。
以上上述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上上述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，包括校准天线(6)、双工器(2)、发射校准组件(3)和接收校准组件(4)；
所述校准天线(6)通过双工器(2)分别与发射校准组件(3)和接收校准组件(4)连接；
所述发射校准组件(3)包括第一校准集成电路(31)、第一测试电路(32)和第一参考电路(33)；
所述第一校准集成电路(31)通过功分器分别与第一参考电路(33)和第一测试电路(32)串联形成闭合回路，第一校准集成电路(31)用于比较第一测试电路(32)和第一参考电路(33)之间的幅度和相位；
所述接收校准组件(4)包括第二校准集成电路(41)、第二测试电路(42)和第二参考电路(43)；
所述第二校准集成电路(41)通过功分器分别与第二参考电路(43)和第二测试电路(42)串联形成闭合回路，第二校准集成电路(41)用于比较第二测试电路(42)和第二参考电路(43)之间的幅度和相位。
2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第一校准集成电路(31)包括为以FPGA为核心的第一处理器(311)。
3.根据权利要求2所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第一校准集成电路(31)还包括第一信号源芯片(312)和第一模数转换器(313)；
所述第一信号源芯片(312)一端与第一处理器(311)内的分频器电连接，另一端与功分器电连接，所述第一处理器(311)用于通过驱动第一信号源芯片(312)产生校准信号，并通过所述功分器将校准信号分别送入第一测试电路(32)和第一参考电路(33)；
所述第一模数转换器(313)一端与第一处理器(311)连接，另一端连接有第一开关(314)，所述第一开关(314)用于根据第一处理器(311)选择与第一测试电路(32)或第一参考电路(33)连接。
4.根据权利要求3所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第一测试电路(32)包括发射通道(321)；
所述发射通道(321)一端与功分器连接，另一端连接有发射阵元(1)；所述发射阵元(1)与校准天线(6)无线连接；所述校准天线(6)电连接有第一数控衰减器(322)，所述第一数控衰减器(322)与第一开关(314)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第一参考电路(33)包括调节信号大小的第一衰减器(331)，所述第一衰减器(331)一端与功分器连接，另一端与第一开关(314)电连接。
6.根据权利要求1所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第二校准集成电路(41)包括为以FPGA为核心的第二处理器(411)。
7.根据权利要求6所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第二校准集成电路(41)还包括第二信号源芯片(412)和第二模数转换器(413)；
所述第二信号源芯片(412)一端与第二处理器(411)内的分频器电连接，另一端与功分器电连接；所述第二处理器(411)用于通过驱动第二信号源芯片(412)产生校准信号，并通过所述功分器将校准信号分别送入第二测试电路(42)和第二参考电路(43)；
所述第二模数转换器(413)一端与第二处理器(411)连接，另一端连接有第二开关(414)，所述第二开关(414)用于根据第二处理器(411)选择与第二测试电路(42)或第二参考电路(43)连接。
8.根据权利要求7所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第二测试电路(42)包括第二数控衰减器(421)；
所述第二数控衰减器(421)一端与功分器连接，另一端与校准天线(6)连接；所述校准天线(6)无线连接有接收阵元(5)，所述接收阵元(5)电连接有接收通道(422)，所述接收通道(422)连接有第三数控衰减器(423)，所述第三数控衰减器(423)与第二开关(414)电连接。
9.根据权利要求8所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第二参考电路(43)包括调节信号大小的第二衰减器(431)，所述第二衰减器(431)一端与功分器连接，另一端与第二开关(414)电连接。
10.根据权利要求5所述的一种低轨卫星相控阵天线校准装置，其特征在于，所述第一校准集成电路(31)通过基带FPGA复用，所述第一校准集成电路(31)通过功分器与第二测试电路(42)串联形成闭合回路；
所述第一校准集成电路(31)通过功分器与第二参考电路(43)串联形成闭合回路；第一校准集成电路(31)用于根据比较第二测试电路(42)和第二参考电路(43)之间的幅度和相位，并计算补偿幅度和相位值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211127390.XA CN115347368A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低轨卫星相控阵天线校准装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211127390.XA CN115347368A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低轨卫星相控阵天线校准装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115347368A true CN115347368A (zh) | 2022-11-15 |
Family
ID=83955131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211127390.XA Pending CN115347368A (zh) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 一种低轨卫星相控阵天线校准装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115347368A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117176267A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-05 | 成都华兴大地科技有限公司 | 一种基于fpga软件的相控阵天线通道快速校准的方法 |
-
2022
- 2022-09-16 CN CN202211127390.XA patent/CN115347368A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117176267A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-05 | 成都华兴大地科技有限公司 | 一种基于fpga软件的相控阵天线通道快速校准的方法 |
| CN117176267B (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-29 | 成都华兴大地科技有限公司 | 一种基于fpga软件的相控阵天线通道快速校准的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10574432B2 (en) | Active array calibration | |
| US10374730B2 (en) | Calibration techniques for an antenna array | |
| CN102394679B (zh) | 一种星载多波束天线系统发射通道实时校准系统和方法 | |
| CN111726173B (zh) | 一种用于收发双工相控阵天线的内校准系统及方法 | |
| CN102273097B (zh) | 校准设备和方法 | |
| Kibaroglu et al. | A quad-core 28–32 GHz transmit/receive 5G phased-array IC with flip-chip packaging in SiGe BiCMOS | |
| US11322837B2 (en) | Calibration of active phased array system using beamforming RFIC built-in-test equipment | |
| CN112255605B (zh) | 一种用于比幅测高雷达的多通道接收机增益补偿系统 | |
| CN211656151U (zh) | 一种支持宽带多通道的复杂电磁环境信号生成装置 | |
| CN114185008A (zh) | 窄带数字阵列雷达系统接收通道幅相误差补偿系统及方法 | |
| CN112804016B (zh) | 一种模数混合收发共用体制宽带相控阵天线自校准方法 | |
| US20230085064A1 (en) | Phased array module | |
| CN112014651B (zh) | 一种变频多通道相控阵天线的测试方法及其测试系统 | |
| CN110824466A (zh) | 一种多目标跟踪系统及其dbf通道校准fpga实现方法 | |
| CN115347368A (zh) | 一种低轨卫星相控阵天线校准装置 | |
| US20200227824A1 (en) | Antenna apparatus with switches for antenna array calibration | |
| KR102368039B1 (ko) | 다채널 빔포밍 시스템에서 채널 간 위상 및 이득을 보상하는 보정 회로, 이를 포함하는 다채널 빔포밍 시스템 및 이를 이용한 채널 보정 방법 | |
| CN108631886B (zh) | 具有数字静区的测量系统和方法 | |
| CN113541722A (zh) | 一种数字tr模块的通道一致性校准系统及方法 | |
| CN113820670B (zh) | 一种星载相控阵气象雷达在轨内定标方法 | |
| US10750377B1 (en) | Multi-mode control with fast-access lookup table implementation | |
| CN116647289A (zh) | 多通道收发设备、校准装置、系统、方法和电子设备 | |
| KR102386473B1 (ko) | Rf 빔포밍 집적회로의 웨이퍼 레벨 테스트 방법 및 장치 | |
| US10624051B2 (en) | System for measuring multi-port amplifier errors | |
| CN112187378A (zh) | 一种数字多波束阵列发射多通道一致性标校设备及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |