相控阵系统校准监测装置、系统及方法与流程

本发明涉及雷达天线，尤其涉及一种相控阵系统校准监测装置、系统及方法。

背景技术：

1、近年来，随着科学技术的不断发展，相控阵已被广泛应用于军事和人民的生活当中，在无线电通信、侦测干扰、遥感遥测等领域使用越来越广泛，对于相控阵的低剖面、低成本、稳定性提出了更高的要求。

2、目前，现有的相控阵系统校准网络通常采用埋藏式(带状线)校准网络对收发(transmitter and receiver，tr transmitter and receiver，tr)组件进行校准，例如公开号为cn115693075a，名称为基于多层耦合技术的宽带天线校准网络。现有的相控阵系统校准网络采用的是多层耦合，耦合度的平坦度低，结构复杂，加工难度大，不易于实现，其耦合线段属于串行，每一段耦合都相互影响其幅度相位，无法独立调节每段耦合的幅度相位值，并且只适用于相控阵系统的校准，无法用于相控阵系统监测，当相控阵系统的某一个天线收发通道在使用过程中出现故障时，无法及时检测出。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的相控阵系统校准网络成本高、无法独立调节每段耦合的幅度相位值、无法用于相控阵系统监测的不足，提供一种相控阵系统校准监测装置、系统及方法。

2、本发明的技术方案提供一种相控阵系统校准监测装置，包括印制电路板，所述印制电路板上设有校准监测网络、接地孔和多个与收发组件连接的天线馈电孔，所述校准监测网络设有与相控阵系统连接的信号输入输出端口和多个与所述天线馈电孔耦合连接的耦合端口，所述耦合端口与所述信号输入输出端口连通，所述校准监测网络的末端与所述接地孔连接，所述校准监测网络根据预设耦合度将所述相控阵系统发送的包含幅度相位值的检测信号耦合至多个所述天线馈电孔或者将所述检测信号通过多个所述天线馈电孔和所述耦合端口发送至所述信号输入输出端口，所述检测信号包括校准信号和监测信号。

3、进一步的，所述校准监测网络包括微带功分器和耦合支节，所述预设耦合度包括多个与所述天线馈电孔对应的子预设耦合度，

4、微带功分器，所述微带功分器上设有所述信号输入输出端口和所述耦合端口，所述微带功分器的末端与所述接地孔连接，用于根据所述子预设耦合度将所述检测信号通过所述耦合端口发送至所述耦合支节或者将所述检测信号通过所述耦合端口发送至所述信号输入输出端口；

5、耦合支节，所述耦合支节由微带线形成，所述耦合支节的一端与所述耦合端口连通，所述耦合支节的另一端与所述天线馈电孔耦合连接，用于将所述检测信号耦合至所述天线馈电孔或者将所述检测信号从所述天线馈电孔耦合至所述耦合端口内。

6、进一步的，所述耦合支节包括第一子耦合支节和第二子耦合支节，所述第一子耦合支节的一端与所述耦合端口连通，所述第一子耦合支节的另一端与所述第二子耦合支节连通，所述第二子耦合支节的另一端靠近所述天线馈电孔，所述预设耦合度通过所述第二子耦合支节的长度和宽度调节。

7、进一步的，所述微带功分器包括主微带功分线和多个分支微带功分线，

8、所述主微带功分线的端头设有所述信号输入输出端口，所述主微带功分线的末端与所述接地孔连接，所述主微带功分线通过所述耦合端口与所述分支微带功分线的一端连通，所述分支微带功分线的另一端形成所述耦合支节。

9、进一步的，所述校准监测网络还包括：

10、负载电阻，所述负载电阻的一端与所述微带功分器的末端连接，所述负载电阻的另一端与所述接地孔连接，用于消除所述主微带功分线上的部分所述检测信号。

11、进一步的，所述印制电路板上设有围绕所述天线馈电孔和所述耦合支节的屏蔽地结构。

12、本发明的技术方案还提供一种相控阵系统校准监测系统，包括相控阵系统、以及如前所述的相控阵系统校准监测装置，所述相控阵系统与所述相控阵系统校准监测装置连接。

13、本发明的技术方案还提供一种接收组件端的相控阵系统校准监测方法，包括：

14、接收到相控阵系统通过如前所述的相控阵系统校准监测装置的所述信号输入输出端口发送的包含幅度相位值的检测信号，所述检测信号包括校准信号和监测信号；

15、根据预设耦合度将所述检测信号耦合至多个天线馈电孔。

16、本发明的技术方案还提供一种发射组件端的相控阵系统校准监测方法，包括：

17、接收到相控阵系统通过如前所述的相控阵系统校准监测装置的所述天线馈电孔发送的包含幅度相位值的检测信号，所述检测信号包括校准信号和监测信号；

18、通过所述天线馈电孔和所述耦合端口将所述检测信号发送至所述信号输入输出端口。

19、本发明的技术方案还提供一种相控阵系统端的相控阵系统校准监测方法，包括：

20、发送包含幅度相位值的检测信号，所述检测信号包括校准信号和监测信号；

21、根据预设馈电孔编号依次采集每个天线馈电孔内的当前幅度相位值或者信号输入输出端口的当前幅度相位值；

22、根据所述当前幅度相位值判断出天线收发通道是否异常。

23、进一步的，所述根据所述当前幅度相位值判断出天线收发通道是否异常，包括：

24、若所述检测信号为所述校准信号，以其中一个所述天线馈电孔为参考点，若其他的所述天线馈电孔的所述当前幅度相位值与所述参考点的所述当前幅度相位值不同，将所述天线收发通道的所述当前幅度相位值调整为所述参考点的所述当前幅度相位值。

25、进一步的，所述根据所述当前幅度相位值判断出天线收发通道是否异常，包括：

26、若所述检测信号为所述监测信号，且所述当前幅度相位值不符合预设幅度相位阈值，确定对应的所述天线收发通道故障。

27、采用上述技术方案后，具有如下有益效果：通过设置印制电路板，并在印制电路板上设有校准监测网络、接地孔和多个天线馈电孔，形成同层之间的耦合，提高耦合度的平坦度，结构简单，降低加工难度，易于实现，提高性能稳定和一致性；并且校准监测网络设有与相控阵系统连接的信号输入输出端口和多个与天线馈电孔耦合连接的耦合端口，校准监测网络根据预设耦合度将相控阵系统发送的包含幅度相位值的检测信号耦合至多个天线馈电孔或者将检测信号通过多个天线馈电孔和耦合端口发送至信号输入输出端口，检测信号包括校准信号和监测信号，实现天线收发通道的校准和监测功能，同时能够实现独立校准监测每个天线收发通道，防止其中一个天线收发通道出现故障时影响其他天线收发通道的校准监测功能。

技术特征：

1.一种相控阵系统校准监测装置，其特征在于，包括印制电路板，所述印制电路板上设有校准监测网络、接地孔和多个与收发组件连接的天线馈电孔，所述校准监测网络设有与相控阵系统连接的信号输入输出端口和多个与所述天线馈电孔耦合连接的耦合端口，所述耦合端口与所述信号输入输出端口连通，所述校准监测网络的末端与所述接地孔连接，所述校准监测网络根据预设耦合度将所述相控阵系统发送的包含幅度相位值的检测信号耦合至多个所述天线馈电孔或者将所述检测信号通过多个所述天线馈电孔和所述耦合端口发送至所述信号输入输出端口，所述检测信号包括校准信号和监测信号。

2.如权利要求1所述的相控阵系统校准监测装置，其特征在于，所述校准监测网络包括微带功分器和耦合支节，所述预设耦合度包括多个与所述天线馈电孔对应的子预设耦合度，

3.如权利要求2所述的相控阵系统校准监测装置，其特征在于，所述耦合支节包括第一子耦合支节和第二子耦合支节，所述第一子耦合支节的一端与所述耦合端口连通，所述第一子耦合支节的另一端与所述第二子耦合支节连通，所述第二子耦合支节的另一端靠近所述天线馈电孔，所述预设耦合度通过所述第二子耦合支节的长度和宽度调节。

4.如权利要求2所述的相控阵系统校准监测装置，其特征在于，所述微带功分器包括主微带功分线和多个分支微带功分线，

5.如权利要求4所述的相控阵系统校准监测装置，其特征在于，所述校准监测网络还包括：

6.如权利要求2-5任一项所述的相控阵系统校准监测装置，其特征在于，所述印制电路板上设有围绕所述天线馈电孔和所述耦合支节的屏蔽地结构。

7.一种相控阵系统校准监测系统，其特征在于，包括相控阵系统、以及如权利要求1-6任一项所述的相控阵系统校准监测装置，所述相控阵系统与所述相控阵系统校准监测装置连接。

8.一种接收组件端的相控阵系统校准监测方法，其特征在于，包括：

9.一种发射组件端的相控阵系统校准监测方法，其特征在于，包括：

10.一种相控阵系统端的相控阵系统校准监测方法，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的相控阵系统校准监测方法，其特征在于，所述根据所述当前幅度相位值判断出天线收发通道是否异常，包括：

12.如权利要求10所述的相控阵系统校准监测方法，其特征在于，所述根据所述当前幅度相位值判断出天线收发通道是否异常，包括：

技术总结
本发明公开一种相控阵系统校准监测装置、系统及方法，该装置包括印制电路板，印制电路板上设有校准监测网络、接地孔和多个天线馈电孔，校准监测网络设有与相控阵系统连接的信号输入输出端口和多个与天线馈电孔耦合连接的耦合端口，耦合端口与信号输入输出端口连通，校准监测网络的末端与接地孔连接，校准监测网络根据预设耦合度将相控阵系统发送的包含幅度相位值的检测信号耦合至多个天线馈电孔或者将检测信号通过多个天线馈电孔和耦合端口发送至信号输入输出端口，检测信号包括校准信号和监测信号。本发明，可以实现天线收发通道的校准和监测功能，并且形成同层之间的耦合，提高耦合度的平坦度，结构简单，降低加工难度，提高性能稳定和一致性。

技术研发人员：易祖军,康波,许明
受保护的技术使用者：广州中雷电科科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15