本发明涉及数字相控阵二次雷达通道校准领域，具体地，涉及一种二次雷达通道校准方法。
背景技术：
数字相控阵雷达天线由许多天线单元阵子构成，每个天线单元对应一个单独的接收通道，为实现低副瓣，高增益及波束指向的正确性，需对接收通道进行校准，传统的校准方案一般采用外校准方式，并且都没有考虑温度的变化、不等长线缆及外界环境对校准结果的影响，温度变化会导致不等长线缆的相位变化不一致，外界环境中有二次雷达信号，这严重影响了校准效果，显然存在弊端。
技术实现要素：
本发明提供了一种二次雷达通道校准方法，解决了现有的校准方法的不足，在使用不等长射频线条件下能够在不同温度情况下对通道实时进行校准，提高了校准结果的精度。
本发明提出一种采用功分校准链路方式下的不同温度，不等长射频线缆条件下的校准方案，具体为：
一种二次雷达通道校准方法，所述方法包括：
在天线使用前，对天线阵子对应的射频通道进行外校准和耦合校准；
在天线使用时，分别在不同的外界温度下对不等长射频线缆天线阵子对应的通道进行实时校准。在天线使用时，由于外界温度发生变化会导致不等长线缆的相位变化不一致，对天线阵子对应的射频通道进行实时校准。
进一步的，待校准天线通过射频线缆与接收通道连接，校准模块通过功分合路器与射频线缆连接。
进一步的，在天线使用前，对天线阵子对应的射频通道进行外校准和耦合校准；根据外校准补偿值对二次雷达询问设备的发射和接收加权系数进行补偿，同时根据外校准和耦合校准结果分析得到天线阵子的幅度差异和相位差异。
进一步的，二次雷达询问设备使用中若数字收发组件至天线线缆更换、数字收发组建更换，则只需进行耦合校准。
进一步的，假设需要校准的通道数为n，每个天线阵子对应一个接收通道，天线阵子按从左到右依次编号，不等长射频线缆用于连接天线阵子与接收通道，外校准步骤如下：
(1)在暗室搭建外校准测试系统；
(2)在暗室中移动天线测试系统的探头，使其中心点对齐天线阵子1的中心点；
(3)探头发射幅度为a，相位为θ的校准信号，接收通道1对天线1接收到的信号进行采样得到接收信号的幅度和相位分别为a1和b1；
(4)重复步骤2和3，对其它链路进行接收通道校准，记接收通道n采集到的接收信号幅度和相位分别为an和bn；
(5)以通道1采集到的接收信号的幅度和相位值为基准，计算其它接收链路与链路1的差值，形成针对每个通道的补偿值表，a1/an为链路n的幅度补偿系数，b1-bn为链路n的相位补偿值；
(6)将此补偿值补偿至波束形成模块进行链路差异补偿。
进一步的，耦合校准采用天线内部埋设耦合线，天线阵子通过功分链路相连接的方式进行，校准步骤包括：
(5)首先测试得到校准模块至每个天线端口的固定插损和相移，分别记为anl和θnl；
(6)功分及校准模块发射幅度和相位为a′和θ′的校准信号；
(7)每个接收通道采集到的信号幅度和相位分别记为an′和θn′，以通道1为参考，得到其它接收通道与通道1的幅度补偿系数和相位补偿值；
(8)根据接收外校准和接收通道耦合校准，得到各个天线与天线1的幅度差和相位差，天线n与天线1的幅度差异为(a2-a1)-[(a2′-a2l)-(a1′-a1l)]，相位差异为：(θ2-θ1)-[(θ2′-θ2l)-(θ1′-θ1l)]。
进一步的，本方法采用功分链路连接各天线支路，并且采用天线内部埋耦合线的方式把校准信号耦合到接收通道。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过本发明提出的一种二次雷达通道校准方法，在使用不等长射频线条件下能够在不同温度情况下对通道实时进行校准，提高了校准结果的精度。
通过本发明提出的一种二次雷达通道校准方法，校准信号采用特定的框架脉冲调制格式，避免了外界环境对校准信号的影响。
通过本发明提出的一种二次雷达通道校准方法，采用功分链路及天线耦合相结合的方式，提高了校准链路的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
附图1为接收外校准示意图；
附图2为耦合校准示意图；
附图3为整个校准功分链路示意图。
具体实施方式
本发明的主要目的在于提出一种采用功分校准链路方式下的不同温度，不等长射频线缆条件下的校准方案，旨在解决不等长线缆情况下校准结果受温度，外界环境的影响的问题。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1-图3，本方案通道校准采用外校准和耦合内校准相结合的方式。天线正式使用前进行外校准和耦合校准，跟据外校准补偿值对发射和接收加权系数进行补偿即可，同时可根据外校准和耦合校准结果分析得到天线阵子的幅度差异和相位差异。设备使用中若数字收发组件至天线线缆更换、数字收发组建更换等，则只需进行耦合校准就可实现整个系统的校准。
假设需要校准的通道数为n，每个天线阵子对应一个接收通道，天线阵子按从左到右依次编号，不等长射频线缆用于连接天线阵子与接收通道，外校准步骤如下：
(1)在暗室搭建外校准测试系统，校准测试系统如图1所示，包括若干探头，若干天线，若干通道；
(2)在暗室中移动天线测试系统探头，使其中心点对其天线阵子1的中心点；
(3)探头发射幅度为a，相位为θ的校准信号，接收通道1对天线1接收到的信号进行采样得到接收信号的幅度和相位分别为a1和b1；
(4)重复步骤2和3，对其它链路进行接收通道校准，记接收通道n采集到的接收信号幅度和相位分别为an和bn；
(5)以通道1采集到的接收信号的幅度和相位值为基准，计算其它接收链路与链路1的差值，形成针对每个通道的补偿值表，a1/an为链路n的幅度补偿系数，b1-bn为链路n的相位补偿值。
(6)将此补偿值补偿至波束形成模块进行链路差异补偿。
耦合校准采用天线内部埋设耦合线，天线阵子通过功分链路相连接的方式进行，校准步骤如下：
(1)首先测试得到校准模块至每个天线端口的固定插损和相移(包含校准模块至功分器的插损和相移、功分器的插损和相移、天线阵子耦合单元的插损和相移)，分别记为anl和θnl,这部分的相位与幅度相对固定；
(2)功分及校准模块发射幅度和相位为a′和θ′的校准信号；
(3)每个接收通道采集到的信号幅度和相位分别记为an′和θn′，以通道1为参考，可得到其它接收通道与通道1的幅度补偿系数和相位补偿值
(4)根据接收外校准和接收通道耦合校准，可以得到各个天线与天线1的幅度差和相位差，天线n与天线1的幅度差异为(a2-a1)-[(a2′-a2l)-(a1′-a1l)]，相位差异为：(θ2-θ1)-[(θ2′-θ2l)-(θ1′-θ1l)]。
由于不等长线缆会随温度变化其相位及幅度变化率不同，在使用时需要对通道进行实时校准，并且接收通道在使用过程中可能损坏需要进行更换，更换后也需对接收通道进行校准但由于天线寿命比较长，不易损坏，因此在使用过程中只需进行耦合校准。各个通道幅度补偿系数由两部分组成：一部分为本身通道差异的补偿(由耦合校准得到)，另一部分为阵子差异的补偿；相位补偿值也由两部分组成：一部分为本身通道差异的补偿，另一部分为阵子差异的补偿。
由于采用功分链路连接各天线支路，并且采用天线内部埋耦合线的方式把校准信号耦合到接收通道，不需要天线辐射，并校准信号采用特定格式调制，这样避免了外部信号对校准信号的影响。
因此该方案解决了不等长线缆情况下校准结果受温度，外界环境的影响的问题，具有较强的实用价值。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。