SE508958C2 - Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antenna - Google Patents
Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antennaInfo
- Publication number
- SE508958C2 SE508958C2 SE9700826A SE9700826A SE508958C2 SE 508958 C2 SE508958 C2 SE 508958C2 SE 9700826 A SE9700826 A SE 9700826A SE 9700826 A SE9700826 A SE 9700826A SE 508958 C2 SE508958 C2 SE 508958C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- radiation
- diagram
- radiation diagram
- differences
- predetermined limits
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
h) Ut LJi lJn 508 958 IQ Ändamålet ernås även medelst anordningen enligt uppfinningen. som innefattar en styrenhet som är anordnad att kalibrera antennen vid minst två olika utstyrnings- vinklar. h) The object is also achieved by means of the device according to the invention. which comprises a control unit which is arranged to calibrate the antenna at at least two different control angles.
Genom att kalibrera antennen vid minst två olika utstyrningsvinklar blir det möjligt att nå de områden som behöver sidlobkorrigeras.By calibrating the antenna at at least two different equipment angles, it will be possible to reach the areas that need side lobe correction.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l schematiskt visar en uttöringsfornt av en fasstyrd gruppan- tenn enligt uppfinningen, tig. 2 är ett flödesschema över ett första förfarande enligt uppfinningen för kalibrering av antennen enligt fig. 1 och fig. 3 är ett flödesschema “över en andra utföringstbrin av förfarandet enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows an emission form of a phase-controlled group antenna according to the invention, fig. Fig. 2 is a flow chart of a first method according to the invention for calibrating the antenna according to Fig. 1 and Fig. 3 is a flow chart of a second embodiment of the method according to the invention.
FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORIVIER Fig. 1 visar schematiskt en utföringsform av en fasstyrd gruppantenn l enligt upp- tinningen. Vid den visade utföringsfomten innefattar antennen l på i och för sig känt sätt ett flertal strålningselement 2. Det är underförstått att antennen såsom ett alternativ' likaväl kan bestå av ett antal delgrupper som var och en innefattar minst två strålningselement (icke visade). Varje strålningselement 2 (eller delgrupp) styrs individuellt medelst en sändar/mottagannodul (TRM) 3. TRívIerna 3 är anordnade att mottaga styrkommandon från en styrenhet 4. som är gemensam för samtliga TRMer 4.PREFERRED EMBODIMENT FORVIVES Fig. 1 schematically shows an embodiment of a phase-controlled group antenna 1 according to the thawing. In the embodiment shown, the antenna 1 comprises in a manner known per se a number of radiating elements 2. It is understood that the antenna as an alternative may as well consist of a number of subgroups, each of which comprises at least two radiating elements (not shown). Each radiating element 2 (or subgroup) is individually controlled by means of a transmitter / receiver module (TRM) 3. The TRVIs 3 are arranged to receive control commands from a control unit 4 which is common to all TRMs 4.
Antennen l år av den typ vid vilken avståndet d mellan strålningselementen 2 är < M2, varvid Ä är antennens l våglängd i vakuum.The antenna 1 is of the type at which the distance d between the radiating elements 2 is <M2, wherein Ä is the wavelength of the antenna 1 in vacuum.
Med ett avstånd d < M2 mellan strålningselementen 2 kommer det såsom ovan an- givits i beskrivningsinledningen fortfarande att finnas okalibrerade sidlober utanför l l\) Un Un 0 (J: b) 5 O 8 9 5 8 syntältet när antennen kalibreras vid en enda utstyrningsvinkel, vilka sidlober kom- mer att uppträda när antennen styrs ut.With a distance d <M2 between the radiating elements 2, as stated above in the description introduction, there will still be uncalibrated side lobes outside the l1 \) Un Un 0 (J: b) 5 0 8 8 5 5 8 when the antenna is calibrated at a single control angle, which side lobes will appear when the antenna is steered out.
En forsta uttöringsform av ett förfarande enligt uppfinningen for att kalibrera en fasstjvrd gruppantenn relativt ett önskat strålningsdiagram kommer att beskrivas un- der hänvisning till tlödesschemat i tig. 2. Antennen kan vara av i fig. 1 visad typ el- ler av någon annan typ av fasstyrd gruppantenn. För enkelhets skull kommer tbrfa- randet att beskrivas i anslutning till den i tig. l visade antennen l.A first embodiment of a method according to the invention for calibrating a phase-controlled group antenna relative to a desired radiation diagram will be described with reference to the resolution diagram in FIG. 2. The antenna may be off i fi g. 1 shown type or of any other type of phase controlled group antenna. For the sake of simplicity, the procedure will be described in connection with that in FIG. l showed the antenna l.
Det torde vara uppenbart för faekmannen att kalibreringar av antenner kan tittöras såväl i antennens sändningsmod som i antennens mottagningsmod. l själva verket kalibreras vissa antenner i såväl sändnings- som mottagningsmod med olika kriteri- CT.It should be obvious to the person skilled in the art that calibrations of antennas can be checked both in the mode of transmission of the antenna and in the mode of reception of the antenna. In fact, some antennas are calibrated in both transmission and reception modes with different criteria.
Det medelst tlödesschemat i tig. 2 illustrerade törfarandet innefattar ett antal steg 20-28.It by means of the tlöde schedule in tig. 2 illustrated the drying process comprises a number of steps 20-28.
I steg 20 ställs exciteringarna av strålningselementen 2 i tig. l in i motsvarighet till ett önskat strålningsdiagram.In step 20, the excitations of the radiating elements 2 are set in FIG. l into the equivalent of a desired radiation diagram.
I steg 21 ställs antennen 1 i tig. l in på en forsta önskad utstymingsvinkel, exem- pelvis O°.In step 21, the antenna 1 is set in fig. l at a first desired tuning angle, for example 0 °.
Vid den i steg 2l inställda utstyrningsvinkeln bestäms i steg 22 det strålningsdia- gram som åstadkommes medelst antennen 1 under kontroll av styrenheten 4 med gmndinställningar for amplitud och fas i TRMerna 3. l l\) UI 0 lJl 5 _ O U 9 5 8 4 l steg 23 kontrolleras huruvida skillnaderna mellan det i steg 22 bestämda strål- ningsdiagrammet och det önskade strålningsdiagrammet ligger inom förutbestämda gränser eller ej.At the control angle set in step 2l, the radiation diagram produced by the antenna 1 under control of the control unit 4 is determined in step 22 with basic settings for amplitude and phase in the TRMs 3. ll \) UI 0 lJl 5 _ OU 9 5 8 4 l step 23 it is checked whether the differences between the radiation diagram determined in step 22 and the desired radiation diagram are within predetermined limits or not.
Om svaret är ”nej” beräknas exciteringarna av strålningselementen 2 i steg 24 på i och for sig känt sätt utifrân det medelst antennen l âstadkomna strålningsdiagram- ITICI. l steg 25 beräknas skillnader mellan de i steg 24 beräknade exciteringarna av strål- ningselementen 2 och de i steg 20 i motsvarighet till det önskade strålningsdia- grammet inställda exciteringarna. l motsvarighet till de i steg 25 beräknade skillnadema alstras i steg 26 signaler for att korrigera styrningen av strålningselementen 2 till att alstra ett korrigerat strål- ningsdiagram i steg 22.If the answer is "no", the excitations of the radiating elements 2 in step 24 are calculated in a manner known per se from the radiating diagram ITICI produced by the antenna 1. In step 25, differences are calculated between the excitations of the radiation elements 2 calculated in step 24 and the excitations set in step 20 corresponding to the desired radiation diagram. Corresponding to the differences calculated in step 25, signals are generated in step 26 to correct the control of the radiation elements 2 to produce a corrected radiation diagram in step 22.
Denna slinga av steg upprepas tills svaret är "ja" i steg 23. dvs tills skillnaderna mellan det i steg 22 bestämda strålningsdiagrammet och det önskade strålningsdia- grammet ligger inom förutbestämda gränser.This loop of steps is repeated until the answer is "yes" in step 23. that is, until the differences between the radiation diagram determined in step 22 and the desired radiation diagram are within predetermined limits.
I enlighet med uppfinningen kontrolleras därefter i steg 27 huruvida antennen 1 ka- librerats vid en andra önskad utstyrningsvinkel eller ej.In accordance with the invention, it is then checked in step 27 whether the antenna 1 has been calibrated at a second desired control angle or not.
Vid föreliggande process är svaret ”nejï l steg 28 ställs därefter antennen 1 till en andra utstyrningsvinkel, exempelvis +30°, och steg 22-26 upprepas for denna andra utstymingsvinkel tills svaret är ”ja” i steg 23. Det är fördelaktigt att styra strålningselementen till att initialt åstadkomma l k) Un th 0 (Ju Lll 588 958 strälningsdiagrammet vid den andra utstyrningsvinkeln med de slutgiltiga TRM- inställningarna for den första utstyrningsvinkeln.In the present process, the answer is no. In step 28, the antenna 1 is then set to a second control angle, for example + 30 °, and steps 22-26 are repeated for this second tuning angle until the answer is "yes" in step 23. to initially produce the lk) Un th 0 (Ju Lll 588 958 radiation diagram at the second control angle with the final TRM settings for the first control angle.
I steg 27 kontrolleras ånyo huruvida antennen 1 kalibrerats vid en andra önskad ut- styrníngsvinkel eller ej.In step 27 it is again checked whether the antenna 1 has been calibrated at a second desired control angle or not.
Svaret är nu ”ja” och kalibreringsprocessen avslutas.The answer is now "yes" and the calibration process is completed.
Enligt uppfinningen kan bestämningen av strâlningsdiagrammet i steg 22 göras an- tingen genom direkt mätning på den plats i rymden där det önskade diagrammet är definierat eller genom mätning på ett annat ställe och en efterföljande transforme- ring till stället För det önskade mönstret. exempelvis närtälts/Üärrfiiltstransformering och vice versa.According to the invention, the determination of the radiation diagram in step 22 can be made either by direct measurement at the place in space where the desired diagram is defined or by measurement at another place and a subsequent transformation to the place For the desired pattern. for example local tent / Üärr fi oxygen transformation and vice versa.
Enligt en töredragen uttöringstorm mäts antennens tiärtältsdiagrani och det uppmät- ta närtältsdiagrammet transformeras till platsen För det önskade strálningsdiagram- met, exempelvis tjärrtältet. Därefter jämförs det till tjärrfältet transformerade när- filtsdiagrammet med det önskade fjärrfältsstrålningsdiagrammet.According to a dry drought storm, the aerial tent diagram of the antenna is measured and the measured near tent diagram is transformed to the location of the desired radiation diagram, for example the tar tent. Then the near-felt diagram transformed into the tar field is compared with the desired long-field radiation diagram.
Enligt uppfinningen kan på samma sätt beräkningarna av exciteringarna i steg 24 göras utgående från antingen direkt uppmätta strålningsdiagram eller de transforme- rade strålningsdiagrammen.According to the invention, the calculations of the excitations in step 24 can in the same way be made on the basis of either directly measured radiation diagrams or the transformed radiation diagrams.
Enligt en föredragen utföringsform mäts antennens närfältsdiagram, transfonneras det uppmätta närfaltsdiagrammet till platsen för det önskade strålningsdiagrammet, exempelvis tjärrfaltet, och transformeras det till tjärrfältet transformerade när- tältsdiagrammet från fiärrfältet tillbaka till strålningselementen. 1 l\) Vi U\ O 508 958 6 En andra uttöringsform av förfarandet enligt uppfinningen for att kalibrera en fas- styrd gruppantenn, exempelvis antennen 1 i tig. l, relativt ett önskat strålningsdia- gram kommer att beskrivas under hänvisning till flödesschemat i tig. 3.According to a preferred embodiment, the near field diagram of the antenna is measured, the measured near field diagram is transposed to the location of the desired radiation diagram, for example the tar field, and the near field diagram transformed to the tar field is transformed from the scar field back to the radiation elements. A second embodiment of the method according to the invention for calibrating a phase-controlled group antenna, for example the antenna 1 in fig. 1, relative to a desired radiation diagram will be described with reference to the fl fate diagram in fig. 3.
Flödesschemat i tig. 3 innefattar steg 20-36.The flow chart in fig. 3 includes steps 20-36.
I steg 30 inställes exciteringarna av strålningselementen 2 i motsvarighet till det önskade strålningsdiagrammet på samma sätt som i steg 20 i tig. 2. 1 steg 31 styrs strålningselementen 2 medelst styrenheten 4 i tig. 1 till att åstad- komma ett strâlningsdiagram med initiala TRM-inställningar av amplitud och fas vid en törsta och en andra utstyrningsvinkel. exempelvis +30° respektive -30°.In step 30, the excitations of the radiation elements 2 are set in correspondence with the desired radiation diagram in the same manner as in step 20 in FIG. In step 31, the radiation elements 2 are controlled by means of the control unit 4 in FIG. 1 to provide a radiation diagram with initial TRM settings of amplitude and phase at a thirst and a second control angle. for example + 30 ° and -30 ° respectively.
Dessa tvâ strâlningsdiagram alstrade vid den törsta respektive den andra utstyr- ningsvinkeln bestäms i steg 32* respektive steg 32”. 1 steg 33 kontrolleras huruvida skillnaderna mellan de i stegen 32' respektive 32” bestämda strålningsdiagrammen och det önskade strålningsdiagrammet ligger inom förutbestämda gränser eller ej.These two radiation diagrams generated at the thirst and the second equipment angle are determined in step 32 * and step 32 ”, respectively. In step 33, it is checked whether the differences between the radiation diagrams determined in steps 32 'and 32 ", respectively, and the desired radiation diagram are within predetermined limits or not.
Om svaret är ”ja” avslutas kalibreringsprocessen.If the answer is "yes", the calibration process ends.
Om svaret är ”nej” beräknas i stegen 34' och 34” å ena sidan exciteringarna av strålningselementen 2 för respektive utstymingsvinkel på i och tör sig känt sätt lik- som i steg 24 i tig. 2 utifrån de i stegen 32” och 32” bestämda strålningsdiagrammen och å andra sidan skillnaderna mellan de beräknade exciteringarna och de i steg 30 i motsvarighet till det önskade strålningsdiagrammet inställda exciteringarna liksom i steg 25 i tig. 2. Stegen 24 och 25 i tig. 2 har således kombinerats i stegen 34” och 34”1fig.3. l0 7 598 958 I steg 35 kompileras de i stegen 34” och 34” beräknade excitationsskillnaderna på törutbestämt sätt. Det komplexa och eventuellt viktade medelvärdet av skillnaderna kan exempelvis bildas. l steg 36 omvandlas de i steg 35 kompilerade skillnaderna till korrigeringssignaler för att korrigera styrningen av strålningselement 2 till att alstra ett korrigerat strål- ningsdiagram i steg 31.If the answer is “no”, in steps 34 'and 34 ”, on the one hand, the excitations of the radiating elements 2 for the respective tuning angle are calculated in a manner known as in step 24 in FIG. 2 on the basis of the radiation diagrams determined in steps 32 ”and 32” and, on the other hand, the differences between the calculated excitations and the excitations set in step 30 corresponding to the desired radiation diagram as in step 25 in fig. Steps 24 and 25 in fig. 2 has thus been combined in steps 34 ”and 34” 1fi g.3. l0 7 598 958 In step 35, the excitation differences calculated in steps 34 ”and 34” are compiled in a dry-determined manner. The complex and possibly weighted mean value of the differences can be formed, for example. In step 36, the differences compiled in step 35 are converted into correction signals to correct the control of radiation element 2 to produce a corrected radiation diagram in step 31.
Den av stegen 31 - 36 bestående slingan upprepas därefter För ett eller flera korrige- rade strâlningsdiagram tills det detekteras i steg 33 att skillnaderna mellan de i ste- gen 32' respektive 32” bestämda strålningsdiagraminen och det önskade strålnings- diagrammet ligger inom förutbestämda gränser.The loop consisting of steps 31 - 36 is then repeated. For one or more corrected radiation diagrams until it is detected in step 33 that the differences between the radiation diagrams determined in steps 32 'and 32', respectively, and the desired radiation diagram are within predetermined limits.
När svaret är "ja" i steg 33 avslutas enligt ovan kalibreringsprocessen.When the answer is "yes" in step 33, the calibration process is completed as above.
Enligt en tredje uttöringsform (icke visad) av kalibreringsfórfarandet enligt uppfin- ningen kombineras de i fig. 2 och 3 illustrerade kalibreringstörfaranclena på i det följande beskrivet sätt.According to a third embodiment (not shown) of the calibration method according to the invention, they are combined in fi g. 2 and 3 illustrated the calibration dryers in the manner described below.
När svaret är ”ja” på frågan i steg 23 i tig. 2 fortsätter kalibreringsprocessen med steg 31 i tig. 3 på medelst pilen i fig. 2 antytt sätt i stället for att fortsätta med steg 27 1 ng. z.When the answer is "yes" to the question in step 23 in tig. 2, the calibration process continues with step 31 in FIG. 3 by means of the arrow in fi g. 2 hinted instead of proceeding with step 27 1 ng. z.
Vid denna utforingsform av kalibreringstörfarandet enligt uppfinningen utförs såle- des kalibrering vid tre olika utstyrningsvinklar, exempelvis 0°, +30° och -30°.In this embodiment of the calibration method according to the invention, calibration is thus performed at three different equipment angles, for example 0 °, + 30 ° and -30 °.
Kalibrering av antennen vid minst två olika utstyrningsvinklar kommer att eliminera risken for att okalibrerade sidlober ”vandrar” in i strålningsdiagrarnmet när antennen styrs ut.Calibration of the antenna at at least two different equipment angles will eliminate the risk of uncalibrated side lobes "migrating" into the radiation diagram when the antenna is controlled.
Claims (14)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9700826A SE508958C2 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antenna |
AU66444/98A AU6644498A (en) | 1997-03-07 | 1998-03-04 | A method and an apparatus for calibrating a phased array antenna |
PCT/SE1998/000389 WO1998039818A1 (en) | 1997-03-07 | 1998-03-04 | A method and an apparatus for calibrating a phased array antenna |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9700826A SE508958C2 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antenna |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9700826D0 SE9700826D0 (en) | 1997-03-07 |
SE9700826L SE9700826L (en) | 1998-09-08 |
SE508958C2 true SE508958C2 (en) | 1998-11-16 |
Family
ID=20406067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9700826A SE508958C2 (en) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antenna |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU6644498A (en) |
SE (1) | SE508958C2 (en) |
WO (1) | WO1998039818A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6765529B2 (en) * | 2000-07-14 | 2004-07-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Calibration device, adaptive array device, calibration method, program recording medium and program |
GB0202374D0 (en) * | 2002-02-01 | 2002-03-20 | Roke Manor Research | Antenna calibration |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5229776A (en) * | 1991-12-05 | 1993-07-20 | Allied-Signal Inc. | Method for field monitoring of a phased array microwave landing system far field antenna pattern employing a near field correction technique |
US5546090A (en) * | 1991-12-12 | 1996-08-13 | Arraycomm, Inc. | Method and apparatus for calibrating antenna arrays |
FR2696553B1 (en) * | 1992-10-01 | 1994-11-25 | Alcatel Espace | Near field antenna calibration method for active antenna. |
US5432523A (en) * | 1993-08-20 | 1995-07-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Elliptical near field test facility |
JPH10503892A (en) * | 1994-06-03 | 1998-04-07 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン | Calibration of antenna array |
CA2180051C (en) * | 1995-07-07 | 2005-04-26 | Seth David Silverstein | Method and apparatus for remotely calibrating a phased array system used for satellite communication |
EP0762541A3 (en) * | 1995-08-29 | 2000-01-12 | DaimlerChrysler AG | Device for calibrating and testing transmit/receive moduls in an active electronically phased array antenna |
-
1997
- 1997-03-07 SE SE9700826A patent/SE508958C2/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-03-04 WO PCT/SE1998/000389 patent/WO1998039818A1/en active Application Filing
- 1998-03-04 AU AU66444/98A patent/AU6644498A/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1998039818A1 (en) | 1998-09-11 |
SE9700826D0 (en) | 1997-03-07 |
SE9700826L (en) | 1998-09-08 |
AU6644498A (en) | 1998-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11411311B2 (en) | System and method for measuring a plurality of RF signal paths | |
JP2611519B2 (en) | Phased array antenna performance compensator | |
US9705611B1 (en) | Systems and methods for array antenna calibration | |
Şeker | Calibration methods for phased array radars | |
US20110006949A1 (en) | Method and apparatus for phased array antenna field recalibration | |
US20160372828A1 (en) | Phased Array Antenna Self-Calibration | |
WO2016089738A1 (en) | Satellite-based phased array calibration | |
EP0506838B1 (en) | Broadband circular phased array antenna | |
US8004456B2 (en) | Antenna calibration | |
US8681046B2 (en) | System for emitting electromagnetic beams, comprising a network of antennae | |
Schwerdt et al. | TerraSAR-X calibration results | |
GB2356493A (en) | Method of calibrating an array antenna | |
SE508958C2 (en) | Method and apparatus for calibrating a phase controlled array antenna | |
EP0614577B1 (en) | An apparatus and method for correcting electrical path length phase errors | |
US9130270B1 (en) | Scan alignment system | |
US8085189B2 (en) | Antenna calibration | |
RU2103768C1 (en) | Method of correction of amplitude-phase characteristics of primary channels of flat digital array | |
US8004457B2 (en) | Antenna calibration | |
EP2183817B1 (en) | Antenna calibration | |
RU2717351C1 (en) | Method for compensation of distortions of amplitude-phase distribution of field in an opening of an adaptive antenna array, caused by influence of climatic factors | |
Fadamiro et al. | A Fast and Accurate Multi-Element Calibration Algorithm of an Active Phased Antenna Array | |
KR101378061B1 (en) | Calibration apparatus of array antenna in radar system and method thereof | |
Alfonzo et al. | First results of the Sentinel-1A in-orbit antenna characterization performed by DLR | |
US20240266726A1 (en) | Method and apparatus for removal of a parasitic coupling in an antenna array | |
Schmidt et al. | Towards an improved Radiometric Accuracy for Sentinel-1 with optimized Elevation Antenna Patterns |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |