[发明专利]一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置

权利要求书

1.一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，包括升降式标校杆、标校喇叭、数字化阵列天线及波瓣测试与角度零值标校装置，升降式标校杆上固定标校喇叭，数字化阵列天线的各单元与标校喇叭的相对位置固定，波瓣测试与角度零值标校装置分别与标校喇叭以及数字化阵列天线连接；所述波瓣测试与角度零值标校装置包括触发脉冲生成模块、标校信号生成模块、数据采集计算模块和波束指向控制模块，触发脉冲生成模块生成波位切换脉冲和频率切换脉冲，并将波位切换脉冲、频率切换脉冲发送给标校信号生成模块和数据采集计算模块，将波位切换脉冲发送给波束指向控制模块，控制标校信号生成模块周期性的产生标校信号，通过标校喇叭扩散出去，控制波束指向控制模块完成不同波束指向角切换控制，控制数据采集计算模块完成标校信号采集，根据采集的标校信号，计算不同波位、不同频点的增益值，并根据增益值得到波瓣图和实际波束指向，从而得到角度零值。

2.根据权利要求1所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述升降式标校杆设置于牵引车车厢前端并且与车厢垂直，升降式标校杆顶端固定标校喇叭，牵引车的车厢与数字化阵列天线一体成型，波瓣测试与角度零值标校装置位于牵引车上。

3.根据权利要求1所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述触发脉冲生成模块产生W个波位切换脉冲、W*N个频率切换脉冲分发给标校信号生成模块及数据采集计算模块，同时将W个波位切换脉冲分发给波束指向控制模块，波位切换脉冲的周期为Tb，频率切换脉冲的周期为Tf，Tb＝N*Tf。

4.根据权利要求3所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述标校信号生成模块根据波位切换脉冲和频率切换脉冲生成频点fb的点频信号，具体频点为：

fb＝f0+k*Δf，N＞k≥0

当标校信号生成模块收到第k+1个频率切换脉冲时，输出单点频信号fb＝f0+(k+1)Δf；当标校信号生成模块收到波位切换脉冲时，k＝0，频率复位，输出点频信号fb＝f0；标校信号生成模块输出的点频信号送给标校喇叭。

5.根据权利要求4所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述数据采集计算模块接收到第k个频率切换脉冲后，延迟Tf/2，采集数字阵列天线送过来的宽带数字波束信号，并对宽带数字波束信号做N点FFT，并对第k个点的FFT值求模，并将该模值存入波位-频率-增益表。

6.根据权利要求5所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述波束指向控制模块根据标校喇叭在阵面坐标系下的俯仰角θ_0、方位角φ_0生成扫描波位θ∈[θ_0-PΔθ,θ_0+(P-1)Δθ]，φ∈[φ_0-QΔφ，φ_0+(Q-1)Δφ]，共W＝2P*2Q个波位；波束指向控制模块每隔Tb时间，向数字阵列天线发送一个波束指向角(θ，φ)；波瓣扫描时先按方位向扫描，再按俯仰向扫描；波束指向控制模块接收波位切换脉冲，控制数字阵列天线在每个波位驻留时间Tb。

7.根据权利要求6所述的一种宽带相控阵系统自动化波瓣测试与角度零值标校装置，其特征在于，所述数据采集计算模块从波位-频率-增益表抽取得到宽带相控阵系统接收频段内所有频点的波位-增益表，据波位-增益表画出频点fb＝f0+n*Δf处的波瓣图；取中心频点处的波瓣图，寻找增益最大值对应的波位号b_max；设置ΔG＝Th，Th≤12，从频点fb对应的波位-增益表中，找出所有增益值大于G(b_max,n)-ΔG的波位集合S：

S＝{w|G(w,n)G(b_max,n)-ΔG}

从而得到波束指向角(θ_m,φ_m)＝sum(S)/num(S)，其中sum(S)表示对集合S中的元素求和，num(S)表示集合S中的元素个数，从而得到角度零值为：

(θ_z,φ_z)＝(θ_m,φ_m)-(θ_0,φ_0)。