CN115963452B - 增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器和存储介质，其中，雷达收发组件包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口，第一收发模块通过第一耦合器与第一TR端口连接，通过第二耦合器与第一ANT端口连接，第二收发模块通过第三耦合器与第二TR端口连接，通过第四耦合器与第二ANT端口连接，MCU控制器用于通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置，进而当雷达系统温度变化的时候直接根据幅相信息进行幅度幅相调节，快速有效的对收发模块进行配置，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

Description

增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器

技术领域

本申请涉及相控阵雷达收发信号技术领域，具体涉及一种增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器和存储介质。

背景技术

现有技术中，相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，相控阵雷达具有快速而精确转换波束的能力，能够在短时间内完成全空域的扫描，相控阵雷达由大量相同的辐射单元组成，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向，现有的相控阵雷达的收发组件受温度变化影响，存在幅度相位的变化；

然而，现有的相控阵雷达收发组件不存在幅度相位自我检测功能，必须利用全温度的数据采集测试才能进行使用或者利用雷达系统的校准功能进行校准，其中，全温度增益相位测试过于复杂，限制了相控阵雷达在不同温度环境的正常使用，由于相控阵雷达收发组件无法进行幅度相位的自我检测，导致相控阵雷达收发组件无法快速有效的对收发模块进行配置，影响相控阵雷达的发射和接收性能。

发明内容

本申请实施例提供一种增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器和存储介质，至少能保证，本申请方案使雷达收发组件能进行相位自检，进而当雷达系统温度变化的时候无需进行复杂的全温度增益相位测试，而是直接利用幅相自我检测功能进行幅度相位调节，快速有效的对收发模块进行配置，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种增益相位自检的雷达收发组件，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；

所述收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；

所述耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；

所述射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；

所述第一收发模块通过所述第一耦合器与第一TR端口连接，通过所述第二耦合器与第一ANT端口连接，所述第二收发模块通过所述第三耦合器与第二TR端口连接，通过所述第四耦合器与第二ANT端口连接；

所述第一开关模块通过射频信号线分别与所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器、所述第四耦合器、所述相位检测器和所述检波器连接，所述MCU控制器的一端与所述相位检测器连接，另一端与所述ADC采样模块的一端连接，所述ADC采样模块的另一端与所述检波器连接；

其中，MCU控制器用于通过所述检波器和所述ADC采样模块获取所述收发模块的增益信息，通过所述相位检测器获取所述收发模块的相位信息，根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置。

在一些实施例中，所述第一开关模块包括相互连接的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；

所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关和所述第五开关用于控制所述相位检测器与所述第一收发模块或所述第二收发模块连接，以使所述相位检测器获取所述第一收发模块或所述第二收发模块两端收发信号时的相位信息；

所述第三开关用于控制所述检波器与所述第一收发模块或所述第二收发模块连接，以使所述检波器获取所述第一收发模块或所述第二收发模块两端收发信号时的增益信息。

在一些实施例中，所述第一TR端口和所述第二TR端口连接外部馈电网络，所述第一ANT端口和所述第二ANT端口连接外部天线，所述第一TR端口、所述第一耦合器、所述第一收发模块、所述第二耦合器和所述第一ANT端口组成第一收发通道，所述第二TR端口、所述第三耦合器、所述第二收发模块、所述第四耦合器和所述第二ANT端口组成第二收发通道，所述增益信息包括所述第一收发模块和所述第二收发模块的发射增益和接收增益，所述相位信息包括所述第一收发模块和所述第二收发模块的发射相位和接收相位。

在一些实施例中，所述收发模块的接收端与TR端口连接，所述收发模块的发射端与ANT端口连接，所述收发模块包括第二开关模块，数控衰减器、数控移相器、增益放大器、低噪声放大器、驱动放大器、功率放大器、环形隔离组件和限幅器；

所述第二开关模块包括第六开关、第七开关和第八开关；

所述增益放大器包括第一增益放大器和第二增益放大器；

所述收发模块发射信号时，所述接收端通过所述第六开关和所述第八开关与所述数控衰减器连接，所述数控衰减器依次通过所述第一增益放大器、所述数控移相器、所述第七开关、所述驱动放大器、所述功率放大器和环形隔离器与所述发射端连接。

在一些实施例中，所述收发模块接收信号时，所述放射端依次通过所述环形隔离器、所述限幅器、所述低噪声放大器、所述第二增益放大器和所述第八开关与所述数控衰减器连接，所述数控衰减器依次通过所述数控移相器、所述第七开关和所述第六开关与所述接收端连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，应用于雷达收发组件，所述雷达收发组件，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；所述收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；所述耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；所述射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；所述第一收发模块通过所述第一耦合器与第一TR端口连接，通过所述第二耦合器与第一ANT端口连接，所述第二收发模块通过所述第三耦合器与第二TR端口连接，通过所述第四耦合器与第二ANT端口连接；所述第一开关模块通过射频信号线分别与所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器、所述第四耦合器、所述相位检测器和所述检波器连接，所述MCU控制器的一端与所述相位检测器连接，另一端与所述ADC采样模块的一端连接，所述ADC采样模块的另一端与所述检波器连接；所述方法包括：

通过所述检波器和所述ADC采样模块获取所述收发模块的增益信息；

通过所述相位检测器获取所述收发模块的相位信息；

根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置。

在一些实施例中，所述根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置包括：

控制所述收发模块获取第一通道和第二通道发射、接收的初始增益和初始相位；

通过所述收发模块的数控移相器和数控衰减器得到初始增益相位矢量；

根据所述增益信息和所述相位信息得到当前增益相位矢量；

根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置。

在一些实施例中，所述根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置，包括：

根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量进行矢量差运算，得到目标矢量差；

根据所述目标矢量差和所述初始增益相位矢量从预设的增益相位矢量列表得到目标增益相位矢量，以使所述目标增益相位矢量-所述目标矢量差-所述初始增益相位矢量的模最小；

根据所述目标增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置。

第三方面，本申请实施例提供了一种控制器，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面中任意一项实施例所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行如第二方面中任意一项实施例所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

本申请至少具有以下有益效果：增益相位自检的雷达收发组件包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口，收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器，射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口，第一收发模块通过第一耦合器与第一TR端口连接，通过第二耦合器与第一ANT端口连接，第二收发模块通过第三耦合器与第二TR端口连接，通过第四耦合器与第二ANT端口连接，第一开关模块通过射频信号线分别与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、相位检测器和检波器连接，MCU控制器的一端与相位检测器连接，另一端与ADC采样模块的一端连接，ADC采样模块的另一端与检波器连接，其中，MCU控制器用于通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置，进而当雷达系统温度变化的时候无需进行复杂的全温度增益相位测试，而是直接利用幅相自我检测功能进行幅度相位调节，快速有效的对收发模块进行配置，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

附图说明

图1为本申请一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的电路原理图；

图2为本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件中收发模块的电路原理图；

图3为本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图；

图4为本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图；

图5为本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图；

图6为本申请另一实施例提出的控制器的结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一些实施例中，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语第一、第二等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

现有技术中，相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，相控阵雷达具有快速而精确转换波束的能力，能够在短时间内完成全空域的扫描，相控阵雷达由大量相同的辐射单元组成，能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向，现有的相控阵雷达的收发组件受温度变化影响，存在幅度相位的变化；然而，现有的相控阵雷达收发组件不存在幅度相位自我检测功能，必须利用全温度的数据采集测试才能进行使用或者利用雷达系统的校准功能进行校准，其中，全温度增益相位测试过于复杂，限制了相控阵雷达在不同温度环境的正常使用，由于相控阵雷达收发组件无法进行幅度相位的自我检测，导致相控阵雷达收发组件无法快速有效的对收发模块进行配置，影响相控阵雷达的发射和接收性能。

为至少解决上述问题，本申请公开了一种增益相位自检的雷达收发组件及控制方法、控制器和存储介质，其中，增益相位自检的雷达收发组件包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口，收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器，射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口，第一收发模块通过第一耦合器与第一TR端口连接，通过第二耦合器与第一ANT端口连接，第二收发模块通过第三耦合器与第二TR端口连接，通过第四耦合器与第二ANT端口连接，第一开关模块通过射频信号线分别与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、相位检测器和检波器连接，MCU控制器的一端与相位检测器连接，另一端与ADC采样模块的一端连接，ADC采样模块的另一端与检波器连接，其中，MCU控制器用于通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置，进而当雷达系统温度变化的时候无需进行复杂的全温度增益相位测试，而是直接利用幅相自我检测功能进行幅度相位调节，快速有效的对收发模块进行配置，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步描述。

参考图1，图1为本申请一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的电路原理图，本申请实施例提供了一种增益相位自检的雷达收发组件，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；第一收发模块通过第一耦合器与第一TR端口连接，通过第二耦合器与第一ANT端口连接，第二收发模块通过第三耦合器与第二TR端口连接，通过第四耦合器与第二ANT端口连接；第一开关模块通过射频信号线分别与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、相位检测器和检波器连接，MCU控制器的一端与相位检测器连接，另一端与ADC采样模块的一端连接，ADC采样模块的另一端与检波器连接；其中，MCU控制器用于通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置。

在一些实施例中，第一开关模块包括相互连接的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；第一开关、第二开关、第四开关和第五开关用于控制相位检测器与第一收发模块或第二收发模块连接，以使相位检测器获取第一收发模块或第二收发模块两端收发信号时的相位信息；第三开关用于控制检波器与第一收发模块或第二收发模块连接，以使检波器获取第一收发模块或第二收发模块两端收发信号时的增益信息。

在一些实施例中，第一TR端口和第二TR端口连接外部馈电网络，第一ANT端口和第二ANT端口连接外部天线，第一TR端口、第一耦合器、第一收发模块、第二耦合器和第一ANT端口组成第一收发通道，第二TR端口、第三耦合器、第二收发模块、第四耦合器和第二ANT端口组成第二收发通道，增益信息包括第一收发模块和第二收发模块的发射增益和接收增益，相位信息包括第一收发模块和第二收发模块的发射相位和接收相位，其中，参考图1，A通道即为第一收发通道，B通道即为第二收发通道，本申请增益相位自检的雷达收发组件进行双通道收发信号的过程如下：

A通道发射：馈电网络信号—〉TR-A—〉耦合器1—〉收发模块A—〉耦合器2—ANT-A—〉天线；

B通道发射：馈电网络信号—〉TR-B—〉耦合器3—〉收发模块B—〉耦合器4—ANT-B—〉天线；

A通道接收：天线接收到的信号—〉ANT-A—〉耦合器2—〉收发模块A—〉耦合器1—TR-A—〉馈电网络；

B通道接收：天线接收到的信号—〉ANT-B—〉耦合器4—〉收发模块B—〉耦合器3—TR-B—〉馈电网络。

参考图1，本发明的主体电路由两个收发模块电路、4个耦合器、5个开关、1个相位检测器、1个检波器、1个ADC、1个MCU以及4个射频端口构成；两个收发模块电路分别是：收发模块A，收发模块B，收发模块A即为本申请中的第一收发模块，收发模块B即为本申请中的第二收发模块；四个耦合器分别是：耦合器1、耦合器2、耦合器3、耦合器4，对应本申请中的第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器，其中第一耦合器和第二耦合器配置相同，第三耦合器和第四耦合器配置相同；五个开关分别是：SW1、SW2、SW3、SW4、SW5对应本申请中的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；四个射频端口：TR-A，TR-B，ANT-A，ANT-B，对应本申请中的第一TR端口、第二TR端口、第一ANT端口和第二ANT端口，其中TR-A和TR-B接馈电网络，ANT-A和ANT-B接天线。

在一些实施例中，参考图1，SW1、SW2、SW3、SW4、SW5均为单刀双掷开关，其中，SW1的动端分别通过d1与相位检测器、和通过e1与SW3的动端连接，SW1的不动端通过c1与sw2的不动端连接，SW5的动端分别通过d2与相位检测器、和通过e2与SW3的动端连接，SW5的不动端通过c2与sw4的不动端连接，SW2的动端分别通过a1与耦合器1、和通过b1与耦合器3连接，SW2的不动端通过c1与sw1的不动端连接，SW4的动端分别通过a2与耦合器2、和通过b2与耦合器4连接，SW4的不动端通过c2与sw5的不动端连接，SW3的动端分别通过e1与SW1的不动端、和通过e2与SW5的不动端连接，SW3的动端与检波器连接。

在一些实施例中，参考图1，射频信号线a1和射频信号线a2长度相等，射频信号线b1和射频信号线b2长度相等，射频信号线c1和射频信号线c2长度相等，射频信号线d1和射频信号线d2长度相等，射频信号线e1和射频信号线e2长度相等，实现本申请中幅度相位自我检测功能，进而有效保证相控阵雷达的发射和接收性能。

参考图2，在一些实施例中，收发模块的接收端与TR端口连接，收发模块的发射端与ANT端口连接，收发模块包括第二开关模块，数控衰减器、数控移相器、增益放大器、低噪声放大器、驱动放大器、功率放大器、环形隔离组件和限幅器；第二开关模块包括第六开关、第七开关和第八开关；增益放大器包括第一增益放大器和第二增益放大器；收发模块发射信号时，接收端通过第六开关和第八开关与数控衰减器连接，数控衰减器依次通过第一增益放大器、数控移相器、第七开关、驱动放大器、功率放大器和环形隔离器与发射端连接，参考图1和图2，收发模块的接收端即为收发模块的Tin/Rout端(Tin，Transmission in：收发模块发送信号时的输入端；Rout,receive out:收发模块接收信号时的输出端)，收发模块的即为收发模块的Tout/Rin端(Tout，Transmission out：收发模块发送信号时的输出端；Rin,receive in:收发模块接收信号时的输如端)。

在一些实施例中，收发模块的射频主体电路由3个开关，1个数控衰减器，1个数控移相器，2个增益放大器，1个低噪声放大器，1个驱动放大器，1个功率放大器，1个环形隔离组件和限幅器组成，其中，参考图2，增益放大器A即为第一增益放大器，增益放大器B即为第二增益放大器。

在一些实施例中，收发模块接收信号时，放射端依次通过环形隔离器、限幅器、低噪声放大器、第二增益放大器和第八开关与数控衰减器连接，数控衰减器依次通过数控移相器、第七开关和第六开关与接收端连接。

在一些实施例中，参考图2，SW6、SW7、SW8均为单刀双掷开关，SW6的不动端与收发模块的Tin/Rout端连接，SW6的动端分别与SW7的动端、SW8的动端连接，同时SW7的动端和SW8的动端还分别与驱动放大器和增益放大器B连接，SW7的不动端与数控衰减器连接，SW8的不动端与数控移相器连接，数控衰减器和数控移相器之间设置有增益放大器A，收发模块的Tout/Rin端通过环形隔离组件和功率放大器与驱动放大器连接，收发模块的Tout/Rin端通过环形隔离组件、限幅器和低噪声放大器与增益放大器B连接。

在一些实施例中，参考图2，收发模块发射信号的过程中，发送信号过程如下：信号—〉Tin/Rout—〉SW6—〉SW8—〉数控衰减器—〉增益放大器A—〉数控移相器—〉SW7—〉驱动放大器—〉功率放大器—〉环形隔离器—Tout/Rin；接收发送信号过程如下：信号—〉Tout/Rin—〉环形隔离器—〉限幅器—〉低噪声放大器—〉增益放大器B—〉SW8—〉数控衰减器—〉增益放大器A—〉数控移相器—〉SW7—SW6—Tout/Rin。

在一些实施例中，本申请对A通道进行增益自检测功能的信号传递过程如下：TR-A发射输入信号—〉耦合器1—〉a1—〉sw2—〉c1—〉sw1—e1—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道发射输入耦合信号强度TAin(dBm)；收发模块A发射输出信号—〉耦合器2—〉a2—〉sw4—〉c2—〉sw5—e2—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道发射输出耦合信号强度TAout(dBm)；其中，A通道发射增益＝TAout-TAin。

在一些实施例中，利用B通道发射输出信号通过天线耦合到A通道接收天线的信号作为A通道接收自检测的信号传递过程如下：ANT-A接收输入信号—〉耦合器2—〉a2—〉sw4—〉c2—〉sw5—e2—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道接收输入耦合信号强度RAin；收发模块A接收输出信号—〉耦合器1—〉a1—〉sw2—〉c1—〉sw1—e1—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道接收输出耦合信号强度RAout；其中，A通道接收增益＝RAout–RAin。

在一些实施例中，本申请对B通道进行增益自检测功能的信号传递过程如下，TR-B发射输入信号—〉耦合器1—〉a1—〉sw2—〉c1—〉sw1—e1—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道发射输入耦合信号强度TBin(dBm)；收发模块A发射输出信号—〉耦合器2—〉a2—〉sw4—〉c2—〉sw5—e2—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到B通道发射输出耦合信号强度TBout(dBm)；其中，B通道发射增益＝TBout-TBin。

在一些实施例中，利用A通道发射输出信号通过天线耦合到B通道接收天线的信号作为B通道接收自检测的信号传递过程如下：ANT-A接收输入信号—〉耦合器4—〉b2—〉sw4—〉c2—〉sw5—e2—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到B通道接收输入耦合信号强度RBin；收发模块B接收输出信号—〉耦合器3—〉b1—〉sw2—〉c1—〉sw1—e1—〉sw3—检波—ADC采样—〉MCU-------得到A通道接收输出耦合信号强度RBout；其中，B通道接收增益＝RBout-RBin。

在一些实施例中，本申请进行相位自检测，得到A通道发射相位的过程如下：TR-A发射输入信号—〉耦合器1—〉a1—〉sw2—〉c1—〉sw1—d1-----得到A通道发射输入耦合信号TAin_phs；收发模块A发射输出信号—〉耦合器2—〉a2—〉sw4—〉c2—〉sw5—d2----得到A通道发射输出耦合信号强度TAout_phs；TAin_phs和TAout_phs进入相位检测器—〉MCU-----得到A通道发射相位。

在一些实施例中，本申请进行相位自检测，得到B通道发射相位的过程如下：TR-B发射输入信号—〉耦合器3—〉b1—〉sw2—〉c1—〉sw1—d1-----得到B通道发射输入耦合信号TBin_phs；收发模块B发射输出信号—〉耦合器4—〉b2—〉sw4—〉c2—〉sw5—d2----得到B通道发射输出耦合信号强度TBout_phs；TBin_phs和TBout_phs进入相位检测器—〉MCU-----得到B通道发射相位。

在一些实施例中，本申请进行相位自检测，得到A通道接收相位的过程如下：ANT-A接收输入信号—〉耦合器2—〉a2—〉sw4—〉c2—〉sw5—d2-----得到A通道接收输入耦合信号RAin_phs；收发模块A接收输出信号—〉耦合器1—〉a1—〉sw2—〉c1—〉sw1—d1----得到B通道发射输出耦合信号强度RAout_phs。；RAin_phs和RAout_phs进入相位检测器—〉MCU-----得到A通道接收相位。

在一些实施例中，本申请进行相位自检测，得到B通道接收相位的过程如下：ANT-B接收输入信号—〉耦合器4—〉b2—〉sw4—〉c2—〉sw5—d2-----得到B通道接收输入耦合信号RBin_phs；收发模块B接收输出信号—〉耦合器3—〉b1—〉sw2—〉c1—〉sw1—d1----得到B通道发射输出耦合信号强度RBout_phs；RBin_phs和RBout_phs进入相位检测器—〉MCU-----得到B通道接收相位。

在一些实施例中，通过上述实施例可以有效的通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，进而根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置，具体，如下方本申请增益相位自检的雷达收发组件的控制方法对应的任意一项实施例，通过相位检测器获取收发模块的相位信息，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置，进而当雷达系统温度变化的时候直接根据幅相信息进行幅度幅相调节，快速有效的对收发模块进行配置，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

参考图3，图3本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图，在一些实施例中，增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，应用于雷达收发组件，雷达收发组件，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；第一收发模块通过第一耦合器与第一TR端口连接，通过第二耦合器与第一ANT端口连接，第二收发模块通过第三耦合器与第二TR端口连接，通过第四耦合器与第二ANT端口连接；第一开关模块通过射频信号线分别与第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、相位检测器和检波器连接，MCU控制器的一端与相位检测器连接，另一端与ADC采样模块的一端连接，ADC采样模块的另一端与检波器连接；方法包括但不限于有以下步骤S310、步骤S320和步骤S330；

步骤S310，通过检波器和ADC采样模块获取收发模块的增益信息；

步骤S320，通过相位检测器获取收发模块的相位信息；

步骤S330，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置。

参考图4，图4本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图，在一些实施例中，根据增益信息和相位信息对收发模块进行配置包括但不限于有以下步骤S410、步骤420、步骤S430和步骤S440：

步骤S410，控制收发模块获述第一通道和第二通道发射、接收的初始增益和初始相位；

步骤S420，通过收发模块的数控移相器和数控衰减器得到初始增益相位矢量；

步骤S430，根据增益信息和相位信息得到当前增益相位矢量；

步骤S440，根据初始增益相位矢量和当前增益相位矢量对收发模块的数控移相器和数控衰减器进行配置。

在一些实施例中，第一通道即为上述实施例中的第一收发通道，第二通道即为上述实施例中的第二收发通道，参考图1，A通道即为第一收发通道，B通道即为第二收发通道，本申请增益相位自检的雷达收发组件能进行双通道收发信号的过程如下：

A通道发射：馈电网络信号—〉TR-A—〉耦合器1—〉收发模块A—〉耦合器2—ANT-A—〉天线；

B通道发射：馈电网络信号—〉TR-B—〉耦合器3—〉收发模块B—〉耦合器4—ANT-B—〉天线；

A通道接收：天线接收到的信号—〉ANT-A—〉耦合器2—〉收发模块A—〉耦合器1—TR-A—〉馈电网络；

B通道接收：天线接收到的信号—〉ANT-B—〉耦合器4—〉收发模块B—〉耦合器3—TR-B—〉馈电网络。

参考图5，图5本申请另一实施例提出的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的流程图，在一些实施例中，根据初始增益相位矢量和当前增益相位矢量对收发模块的数控移相器和数控衰减器进行配置，包括但不限于有以下步骤S510、步骤S520和步骤S530：

步骤S510，根据初始增益相位矢量和当前增益相位矢量进行矢量差运算，得到目标矢量差；

步骤S520，根据目标矢量差和初始增益相位矢量从预设的增益相位矢量列表得到目标增益相位矢量，以使目标增益相位矢量-目标矢量差-初始增益相位矢量的模最小；

步骤S530，根据目标增益相位矢量对收发模块的数控移相器和数控衰减器进行配置。

在一些实施例中，本申请组件雷达收发组件内部预设有常温所需测试数据(对应本申请中的预设的增益相位矢量列表)：假设数控移相器位数为N，数控衰减器位数为M，则组合数有q＝(2^N)*(2^M)，测试所得A通道发射q种增益相位矢量TA_ATTPHS(n,m)，1≤n≤N、1≤m≤M；测试所得B通道发射q种增益相位矢量TB_ATTPHS(n,m)，1≤n≤N、1≤m≤M；测试所得A通道接收q种增益相位矢量RA_ATTPHS(n,m)，1≤n≤N、1≤m≤M；测试所得B通道接收q种增益相位矢量RB_ATTPHS(n,m)，1≤n≤N、1≤m≤M；其中，上述数据为本申请组件在相控阵雷达上使用时，在常温暗室经过扫描测试后获得。

在一些实施例中，增益相位自检的雷达收发组件的控制方法根据幅相信息进行幅度幅相调节的具体过程如下：在本申请中收发组件应用在相控阵雷达上时，TR-A和TR-B都有初始固定的增益和相位，收发组件A和B能通过上述实施例中相位和增益监测方法，自动记录增益和相位，以A通道发射为例，假设此时的数控移相器和数控衰减器对应组件A通道发射增益相位矢量为TA_ATTPHS(n0,m0)，TA_ATTPHS(n0,m0)即为本申请中的初始增益相位矢量，当相控阵雷达使用环境的温度变化时，收发组件自检测增益和相位得到当前增益相位矢量，所得当前增益相位矢量与初始增益相位矢量做矢量差运算，假设A通道发射矢量差为TA_delta_attphs,对于A通道发射只需从上述预设的增益相位矢量列表中的TA_ATTPHS(n,m)中找到一个TA_ATTPHS(n1,m1)，使得TA_ATTPHS(n1,m1)-TA_ATTPHS(n0,m0)-TA_delta_attphs的模最小即可，此时收发组件根据TA_ATTPHS(n1,m1)设置对应的收发组件A的移相器和衰减器，对收发组件A的移相器和衰减器进行配置，进而使收发组件的增益相位将回复到或接近常温下的状态，保证相控阵雷达的发射和接收性能。

在一些实施例中，本申请中增益相位自检的雷达收发组件能实现上述任意一项实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法功能与效果。

在一些实施例中，本申请还提出了一种相位自检雷达，该相位自检雷达有上述任意一项实施例的增益相位自检的雷达收发组件，使相位自检雷达具备上述任意一项实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的功能与效果。

图6是本发明实施例提供的控制器的结构示意图。

本发明的一些实施例提供了一种控制器，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任意一项实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S310至步骤S330、图4中的方法步骤S410至步骤S240、图5中的方法步骤S510至步骤S520。

本发明实施例的控制器600包括一个或多个处理器610和存储器620，图6中以一个处理器610及一个存储器620为例。

处理器610和存储器620可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器620作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器620可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器620可选包括相对于处理器610远程设置的存储器620，这些远程存储器可以通过网络连接至控制器600，同时，上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

在一些实施例中，处理器610执行计算机程序时按照预设间隔时间执行上述任意一项实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的装置结构并不构成对控制器600的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图6所示的控制器600中，处理器610可以用于调用存储器620中储存的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，从而实现增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

基于上述控制器600的硬件结构，提出本发明的增益相位自检的雷达收发组件的各个实施例，同时，实现上述实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

此外，本发明实施例的还提供了一种增益相位自检的雷达收发组件，该增益相位自检的雷达收发组件包括由上述的控制器。

在一些实施例中，由于本发明实施例的增益相位自检的雷达收发组件具有上述实施例的控制器，并且上述实施例的控制器能够执行上述实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，因此，本发明实施例的增益相位自检的雷达收发组件的具体实施方式和技术效果，可以参照上述任一实施例的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法的具体实施方式和技术效果。

本发明实施例的还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，例如，可使得上述一个或多个处理器执行上述方法实施例中的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤S310至步骤S330、图4中的方法步骤S410至步骤S240、图5中的方法步骤S510至步骤S520。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络节点上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机可读存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种增益相位自检的雷达收发组件，其特征在于，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；

所述收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；

所述耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；

所述射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；

所述第一收发模块通过所述第一耦合器与第一TR端口连接，通过所述第二耦合器与第一ANT端口连接，所述第二收发模块通过所述第三耦合器与第二TR端口连接，通过所述第四耦合器与第二ANT端口连接；

所述第一开关模块通过射频信号线分别与所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器、所述第四耦合器、所述相位检测器和所述检波器连接，所述MCU控制器的一端与所述相位检测器连接，另一端与所述ADC采样模块的一端连接，所述ADC采样模块的另一端与所述检波器连接；

其中，MCU控制器用于通过所述检波器和所述ADC采样模块获取所述收发模块的增益信息，通过所述相位检测器获取所述收发模块的相位信息，根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置。

2.根据权利要求1所述的增益相位自检的雷达收发组件，其特征在于，所述第一开关模块包括相互连接的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关；

所述第一开关、所述第二开关、所述第四开关和所述第五开关用于控制所述相位检测器与所述第一收发模块或所述第二收发模块连接，以使所述相位检测器获取所述第一收发模块或所述第二收发模块两端收发信号时的相位信息；

所述第三开关用于控制所述检波器与所述第一收发模块或所述第二收发模块连接，以使所述检波器获取所述第一收发模块或所述第二收发模块两端收发信号时的增益信息。

3.根据权利要求2所述的增益相位自检的雷达收发组件，其特征在于，所述第一TR端口和所述第二TR端口连接外部馈电网络，所述第一ANT端口和所述第二ANT端口连接外部天线，所述第一TR端口、所述第一耦合器、所述第一收发模块、所述第二耦合器和所述第一ANT端口组成第一收发通道，所述第二TR端口、所述第三耦合器、所述第二收发模块、所述第四耦合器和所述第二ANT端口组成第二收发通道，所述增益信息包括所述第一收发模块和所述第二收发模块的发射增益和接收增益，所述相位信息包括所述第一收发模块和所述第二收发模块的发射相位和接收相位。

4.根据权利要求1所述的增益相位自检的雷达收发组件，其特征在于，所述收发模块的接收端与TR端口连接，所述收发模块的发射端与ANT端口连接，所述收发模块包括第二开关模块，数控衰减器、数控移相器、增益放大器、低噪声放大器、驱动放大器、功率放大器、环形隔离组件和限幅器；

所述第二开关模块包括第六开关、第七开关和第八开关；

所述增益放大器包括第一增益放大器和第二增益放大器；

所述收发模块发射信号时，所述接收端通过所述第六开关和所述第八开关与所述数控衰减器连接，所述数控衰减器依次通过所述第一增益放大器、所述数控移相器、所述第七开关、所述驱动放大器、所述功率放大器和环形隔离器与所述发射端连接。

5.根据权利要求4所述的增益相位自检的雷达收发组件，其特征在于，所述收发模块接收信号时，所述发射端依次通过所述环形隔离器、所述限幅器、所述低噪声放大器、所述第二增益放大器和所述第八开关与所述数控衰减器连接，所述数控衰减器依次通过所述数控移相器、所述第七开关和所述第六开关与所述接收端连接。

6.一种增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，应用于雷达收发组件，其特征在于，所述雷达收发组件，包括：收发模块、耦合器、第一开关模块、相位检测器、检波器、ADC采样模块、MCU控制器和射频端口；所述收发模块包括第一收发模块和第二收发模块；所述耦合器包括第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器；所述射频端口包括第一TR端口、第一ANT端口、第二TR端口和第二ANT端口；所述第一收发模块通过所述第一耦合器与第一TR端口连接，通过所述第二耦合器与第一ANT端口连接，所述第二收发模块通过所述第三耦合器与第二TR端口连接，通过所述第四耦合器与第二ANT端口连接；所述第一开关模块通过射频信号线分别与所述第一耦合器、所述第二耦合器、所述第三耦合器、所述第四耦合器、所述相位检测器和所述检波器连接，所述MCU控制器的一端与所述相位检测器连接，另一端与所述ADC采样模块的一端连接，所述ADC采样模块的另一端与所述检波器连接；所述方法包括：

通过所述检波器和所述ADC采样模块获取所述收发模块的增益信息；

通过所述相位检测器获取所述收发模块的相位信息；

根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置。

7.根据权利要求6所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，其特征在于，所述根据所述增益信息和所述相位信息对所述收发模块进行配置包括：

控制所述收发模块获取第一通道和第二通道发射、接收的初始增益和初始相位；

通过所述收发模块的数控移相器和数控衰减器得到初始增益相位矢量；

根据所述增益信息和所述相位信息得到当前增益相位矢量；

根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置。

8.根据权利要求7所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法，其特征在于，所述根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置，包括：

根据所述初始增益相位矢量和所述当前增益相位矢量进行矢量差运算，得到目标矢量差；

根据所述目标矢量差和所述初始增益相位矢量从预设的增益相位矢量列表得到目标增益相位矢量，以使所述目标增益相位矢量-所述目标矢量差-所述初始增益相位矢量的模最小；

根据所述目标增益相位矢量对所述收发模块的所述数控移相器和所述数控衰减器进行配置。

9.一种控制器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求6至8中任意一项所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行如权利要求6至8中任意一项所述的增益相位自检的雷达收发组件的控制方法。