[发明专利]一种全空域相控阵天线的标校杆近似模拟校准系统及方法

权利要求书

1.一种全空域相控阵天线的标校杆近似模拟校准系统，其特征在于：包括天线校准组件、被测相控阵天线、计算机设备、数字信号处理平台和光学仪器；所述数字信号处理平台分别与天线校准组件、被测相控阵天线和计算机设备连接；所述计算机设备还与光学仪器连接；

所述计算机设备，用于生成信号控制指令和通道控制指令发送给数字信号处理平台，并控制光学仪器获取天线校准组件和被测相控阵天线的空间位置信息，接收测量结果传输给数字信号处理平台；

所述数字信号处理平台，用于根据计算机设备的信号控制指令，对被测相控阵天线的各个天线阵元的幅度、相位进行控制，对校准过程中的发射信号幅度、相位进行控制；同时根据计算机设备的通道控制指令，对被测相控阵天线的信号收发通道进行控制；并接收来自天线校准组件和被测相控阵天线的信息，完成天线校准组件和被测相控阵天线的幅相测量，结合天线校准组件的空间位置信息、被测相控阵天线的空间位置信息和幅相测量结果，对被测相控阵天线进行标校；

在进行对发射通道的校准时，计算机设备控制光学仪器测量第p个校准天线的空间坐标P_Calp(x_Calp,y_Calp,z_Calp)和第q个天线阵元的空间坐标P_Antq(x_Antq,y_Antq,z_Antq)，其中p＝1,2,3……m，q＝1,2,3……m，光学仪器将测量结果传输给计算机设备；

计算机设备将接收到的测量结果传输给数字信号处理平台，数字信号处理平台根据P_Calp、P_Antq和校准频率计算出由相对位置造成的第p个校准天线和第q个天线阵元之间的幅度差A_{q_p}、相位差θ_{q_p}；

在计算机设备的信号控制指令和通道控制指令下，数字信号处理平台控制被测相控阵天线打开所有天线阵元的发射通道，将每个天线阵元幅度设置为A_{con_tq}，相位设置为θ_{con_tq}；

在计算机设备的信号控制指令下，数字信号处理平台控制被测相控阵天线发送信号，并设置发射信号的幅度为A_tq相位为θ_tq；天线校准组件接收信号并传输给数字信号处理平台，数字信号处理平台测量天线校准组件接收到的来自被测相控阵天线第q个天线阵元的信号幅度A_rq和信号相位θ_rq；

数字信号处理平台按照如下关系：

计算出发射链路校准需要补偿的差量：

其中，表示经过第q个天线阵元和第p个校准天线的链路总的幅相传输系数；

在计算机设备的信号控制指令下，数字信号处理平台控制被测相控阵天线上所有天线阵元发射通道的相位θ_{con_tq}从-π变化至π，对天线阵元发射通道在不同的移相值下的相位误差进行标校，得到各个天线阵元的发射通道校准参数对各个天线阵元进行补偿校准。

2.根据权利要求1所述的一种全空域相控阵天线的标校杆近似模拟校准系统，其特征在于：所述天线校准组件包括m个位于不同高度的标校杆，每一个标校杆上均安装有一个校准天线，每一个校准天线均通过传输线与数字信号处理平台连接，各个校准天线的幅度特性为A_cal，相位特性为θ_cal；所述校准天线分布于理想电曲面上并覆盖被测相控阵天线的所有天线阵元；所述被测相控阵天线包括m个天线阵元，每一个天线阵元均通过传输线与数字信号处理平台连接；所述数字信号处理平台到各个天线阵元和各个校准天线的传输线严格等长。