[发明专利]一种数字子阵相控雷达的方法以及校准装置

说明书

本发明提供了一种数字子阵相控雷达的校准方法和装置，用于中频的近场测试，所述方法包括以下步骤：信号采集：利用接收通道，获得信号源发射的雷达信号；信号校准：将发射的雷达信号通过变频滤波处理，使其按照设定方式进行数据发送；信号处理：将信号校准后发送的数据进行预处理，得到采集信号的辐相信息；校准参数计算：利用公式(1)计算接收通道内的校准参数；其中，K为校准系数，X_mn(t)为第m行n列的雷达信号，X₀(t)表示参考单元信号，δ_mn和σ_mn为该单元的幅度和相位误差；校准参数验证：将校准参数加入到雷达通道内，使得带入校准参数后获得的辐相信息，与带入校准参数前获得的辐相信息之间的误差处于合格范围内，即可得到验证后的校准参数。

技术领域

本发明涉及中频近场测试中的雷达校准技术领域，尤其涉及一种数字子阵相控雷达的校准装置及校准方法。

背景技术

现阶段相控阵天线测试校准主要方法有远场测试，近场测试，紧缩场测试等。天线远场测试技术是最早出现并发展成熟，实际测试中，测试场地应足够大。由于电磁环境恶劣，天线口径增大以及研究工作的保密性等要求，人们采用近场测试替代远场测试。该方法采用特性已知的探头，对天线表面进行采样，得到天线口面上的幅相分布，再通过近场-远场变换，将近场数据转换为天线远场特性。对相控阵天线来说，近场测量方式多采用网络分析仪作为幅相信息采集设备，其一个端口连接到TR组件的公共端，另一个端口连接至微波探头，上位机分别控制探头扫描架，网络分析仪和TR组件的波控系统，使TR组件能按要求开启或关闭某些通道，切换通道的收发状态、幅相参数等，上位机同时读取扫描架的位置信息和网络分析仪采集的数据，通过一系列的数据处理，获取各通道之间的幅相误差，最终完成校准工作。

随着技术的发展，目前很多雷达系统采用数字子阵，且所用的中频频率越来越高，甚至可达数GHz。上述近场校准方法只能校准天线阵面，无法校准中频，不能满足数字相控阵天线系统的校准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种数字子阵相控雷达的校准装置及校准方法，其通过在原有的雷达系统外部增加校准模块，配合对应的流程，即可完成近场校准。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现。

一种数字子阵相控雷达的校准方法，用于中频的近场测试，包括以下步骤：

信号采集：利用接收通道，获得信号源发射的雷达信号；

信号校准：将发射的雷达信号通过变频滤波处理，使其按照设定方式进行数据发送；

信号处理：将信号校准后发送的数据进行预处理，得到采集信号的辐相信息；

校准参数计算：利用公式(1)计算接收通道内的校准参数；

其中，K为校准系数，X_mn(t)为第m行n列的雷达信号，X₀(t)表示参考单元信号，δ_mn和σ_mn为该单元的幅度和相位误差；

校准参数验证：将校准参数加入到雷达通道内，使得带入校准参数后获得的辐相信息，与带入校准参数前获得的辐相信息之间的误差处于合格范围内，即可得到验证后的校准参数。

作为本发明的进一步改进，所述信号采集步骤中，还包括信号预处理，具体为将采集的辐相数据方式的子阵激励信号，进行下变频处理。

作为本发明的进一步改进，所述信号校准中，具体是：将发射的雷达信号通过变频滤波处理，并使其以校准中频激励信号的方式发出。

作为本发明的进一步改进，所述信号处理步骤具体为：对校准后的信号，进行处理，使其耦合到通道上，得到对应的接收辐相数据。