一种基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准方法、装置与流程

本发明涉及天线校准技术领域，特别是涉及一种基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准方法、装置。

背景技术：

二次雷达相控阵系统在使用过程中由于器件老化、部件更换等原因造成各射频通道之间的幅相特性发生变化，从而影响二次雷达相控阵系统的探测精度。因此需要定期对相控阵系统的射频通道进行幅相校准，以确保其探测性能。

目前常用的校准方法需要额外的外场测量装置，且操作复杂，需要维护人员具备一定的专业知识，不利于设备交付后的产品维护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于互耦效应的二次雷达相控阵天线自动校准方法，能够自动完成各射频通道的发射校准和接收校准。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准方法，所述二次雷达相控阵天线具有1路控制通道和多路询问通道，所述二次雷达相控阵天线自动校准方法包括以下步骤：

s1：接收发射校准指令或接收校准指令；

s2：根据所述发射校准指令对多路询问通道进行发射校准或者根据所述接收校准指令对多路询问通道进行接收校准；

其中，所述对多路询问通道进行发射校准的步骤包括：

s11：将所述多路询问通道按照第一顺序进行排序；

s12：按照排序顺序依次开启询问通道，并发射第一测试信号，同时控制控制通道进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，其它询问通道均关闭；

s13：计算所述控制通道采集到的每一个接收信号与发射源产生的标准信号之间的幅相差；

s14：选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为发射基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与发射基准通道保持一致；

所述对多路询问通道进行接收校准的步骤包括：

s21：将所述多路询问通道按照第二顺序进行排序，将排序第一的询问通道作为比较通道；

s22：开启控制通道，并发射第二测试信号，控制比较通道开启并进入接收模式，同时按照排序顺序从排序第二的询问通道开始依次开启询问通道并进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，除比较通道外，其它询问通道均关闭；

s23：计算每一所述询问通道采集到的接收信号与比较通道采集到的接收信号之间的幅相差；

s24：选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为接收基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与接收基准通道保持一致。

优选的，所述第一顺序与第二顺序相同。

优选的，所述第一测试信号与第二测试信号相同。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准装置，所述二次雷达相控阵天线具有1路控制通道和多路询问通道，所述二次雷达相控阵天线自动校准装置包括指令接收模块、发射校准模块和接收校准模块：

所述指令接收模块用于接收发射校准指令或接收校准指令；

所述发射校准模块用于根据所述发射校准指令对多路询问通道进行发射校准；

所述接收校准模块用于根据所述接收校准指令对多路询问通道进行接收校准；

其中，所述发射校准模块包括第一排序单元、第一控制单元、第一计算单元和发射校准单元，所述接收校准模块包括第二排序单元、第二控制单元、第二计算单元和接收校准单元；

所述第一排序单元用于将所述多路询问通道按照第一顺序进行排序；

所述第一控制单元用于按照排序顺序依次开启询问通道，并发射第一测试信号，同时控制控制通道进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，其它询问通道均关闭；

所述第一计算单元用于计算所述控制通道采集到的每一个接收信号与发射源产生的标准信号之间的幅相差；

所述发射校准单元用于选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为发射基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与发射基准通道保持一致；

所述第二排序单元用于将所述多路询问通道按照第二顺序进行排序，将排序第一的询问通道作为比较通道；

所述第二控制单元用于开启控制通道，并发射第二测试信号，控制比较通道开启并进入接收模式，同时按照排序顺序从排序第二的询问通道开始依次开启询问通道并进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，除比较通道外，其它询问通道均关闭；

所述第二计算单元用于计算每一所述询问通道采集到的接收信号与比较通道采集到的接收信号之间的幅相差；

所述接收校准单元用于选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为接收基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与接收基准通道保持一致。

优选的，所述第一顺序与第二顺序相同。

优选的，所述第一测试信号与第二测试信号相同。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：无需额外的外场测量装置，且操作简单，降低外场维护成本。

附图说明

图1是本发明实施例的基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准方法的流程示意图；

图2是对多路询问通道进行发射校准的具体流程示意图；

图3是对多路询问通道进行接收校准的具体流程示意图；

图4是本发明实施例的基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准装置的架构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图3，在本实施例中，二次雷达相控阵具有1路控制通道和多路询问通道。二次雷达相控阵天线由若干个天线振子等间隔排列组成，每个天线振子都由一个询问偶极子和控制偶极子竖直排列组成，每个询问偶极子均与一个tr模块相连组成一路询问通道；所有控制偶极子与一个1分n功分器相连，功分器另一端与一个tr模块相连。所以一个n元二次雷达相控阵天线由n路询问通道和一路控制通道组成。在二次雷达中控制通道生成全向波束，询问通道生成定向波束，因此幅相校准主要针对询问通道进行。

本实施例的基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准方法包括以下步骤：

s1：接收发射校准指令或接收校准指令；

s2：根据发射校准指令对多路询问通道进行发射校准或者根据接收校准指令对多路询问通道进行接收校准。

其中，对多路询问通道进行发射校准的步骤包括：

s11：将多路询问通道按照第一顺序进行排序；

s12：按照排序顺序依次开启询问通道，并发射第一测试信号，同时控制控制通道进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，其它询问通道均关闭；

s13：计算控制通道采集到的每一个接收信号与发射源产生的标准信号之间的幅相差；

s14：选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为发射基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与发射基准通道保持一致。

其中，控制通道经天线耦合后对每一询问通道发射的第一测试信号进行采集。由于控制通道和各路询问通道之间的耦合系数相同，调整每一询问通道的幅度和相位后，可以使各路询问通道达到平衡。

对多路询问通道进行接收校准的过程为：

s21：将多路询问通道按照第二顺序进行排序，将排序第一的询问通道作为比较通道；

s22：开启控制通道，并发射第二测试信号，控制比较通道开启并进入接收模式，同时按照排序顺序从排序第二的询问通道开始依次开启询问通道并进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，除比较通道外，其它询问通道均关闭；

s23：计算每一询问通道采集到的接收信号与比较通道采集到的接收信号之间的幅相差；

s24：选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为接收基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与接收基准通道保持一致。

其中，每一询问通道和比较通道经天线耦合后对控制通道发射的第二测试信号进行采集。由于比较通道和各路询问通道之间的耦合系数相同，调整每一询问通道的幅度和相位后，可以使各路询问通道达到平衡。

在本实施例中，第一顺序与第二顺序相同。第一测试信号与第二测试信号也可以相同。

参见图4，在本实施例中，二次雷达相控阵具有1路控制通道和多路询问通道。二次雷达相控阵天线由若干个天线振子等间隔排列组成，每个天线振子都由一个询问偶极子和控制偶极子竖直排列组成，每个询问偶极子均与一个tr模块相连组成一路询问通道；所有控制偶极子与一个1分n功分器相连，功分器另一端与一个tr模块相连。所以一个n元二次雷达相控阵天线由n路询问通道和一路控制通道组成。在二次雷达中控制通道生成全向波束，询问通道生成定向波束，因此幅相校准主要针对询问通道进行。

本实施例的基于互耦效应的二次雷达相控阵自动校准装置包括指令接收模块1、发射校准模块2和接收校准模块3：

指令接收模块1用于接收发射校准指令或接收校准指令；

发射校准模块2用于根据发射校准指令对多路询问通道进行发射校准；

接收校准模块3用于根据接收校准指令对多路询问通道进行接收校准。

其中，发射校准模块2包括第一排序单元21、第一控制单元22、第一计算单元23和发射校准单元24，接收校准模块3包括第二排序单元31、第二控制单元32、第二计算单元33和接收校准单元34；

第一排序单元21用于将多路询问通道按照第一顺序进行排序；

第一控制单元22用于按照排序顺序依次开启询问通道，并发射第一测试信号，同时控制控制通道进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，其它询问通道均关闭；

第一计算单元23用于计算控制通道采集到的每一个接收信号与发射源产生的标准信号之间的幅相差；

发射校准单元24用于选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为发射基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与发射基准通道保持一致。

其中，控制通道经天线耦合后对每一询问通道发射的第一测试信号进行采集。由于控制通道和各路询问通道之间的耦合系数相同，调整每一询问通道的幅度和相位后，可以使各路询问通道达到平衡。

第二排序单元31用于将多路询问通道按照第二顺序进行排序，将排序第一的询问通道作为比较通道；

第二控制单元32用于开启控制通道，并发射第二测试信号，控制比较通道开启并进入接收模式，同时按照排序顺序从排序第二的询问通道开始依次开启询问通道并进入接收模式，其中，当前询问通道开启时，除比较通道外，其它询问通道均关闭；

第二计算单元33用于计算每一询问通道采集到的接收信号与比较通道采集到的接收信号之间的幅相差；

接收校准单元34用于选择幅度最小的接收信号对应的询问通道作为接收基准通道，根据其它询问通道对应的幅相差调整每一询问通道的幅度和相位，使每一询问通道的幅度和相位与接收基准通道保持一致。

其中，每一询问通道和比较通道经天线耦合后对控制通道发射的第二测试信号进行采集。由于比较通道和各路询问通道之间的耦合系数相同，调整每一询问通道的幅度和相位后，可以使各路询问通道达到平衡。

在本实施例中，第一顺序与第二顺序相同。第一测试信号与第二测试信号也可以相同。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。