[发明专利]一种全流程全系统主动相控阵雷达导引头的校准方法

说明书

一种全流程全系统主动相控阵雷达导引头的校准方法，首先进行主动相控阵雷达导引头相控阵天线阵面校准，然后进行通道幅相一致性校正，最后进行波束指向修正。本发明与现有技术相比，克服了现有技术只能对通道幅相一致性校准，不能对相控阵天线阵面进行校准、波束指向进行修正的问题，涵盖主动相控阵雷达导引头全系统、全流程的校准，能够快速完成主动相控阵雷达导引头系统校准，在方位角、俯仰角范围内波束指向误差不超过3dB波束宽度的1/15，具有很好的使用价值。

技术领域

本发明涉及一种全流程全系统主动相控阵雷达导引头的校准方法。

背景技术

在某项目研制过程，需要快速完成主动相控阵雷达导引头系统校准：方位角、俯仰角范围内，波束指向误差不超过3dB波束宽度的1/15。

《半封闭回路耦合的相控阵通道幅相校准装置》、《一种相控阵雷达发射通道远场校准方法及系统》、《相控阵天线快速测量与校准技术研究》、《多通道高精度幅相检测模块的设计》皆对通道幅相一致性校准进行了说明，但在实际用用过程中，对整个主动相控阵雷达导引头系统的校准除通道幅相一致性校准外，还需要对相控阵天线阵面进行校准、对波束指向进行修正。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种全流程全系统主动相控阵雷达导引头的校准方法，解决了主动相控阵雷达导引头全系统、全流程的校准问题。

本发明的技术解决方案是：一种全流程全系统主动相控阵雷达导引头的校准方法，包括如下步骤：

(1)进行主动相控阵雷达导引头相控阵天线阵面校准；

(2)进行通道幅相一致性校正；

(3)进行波束指向修正。

所述的进行主动相控阵雷达导引头相控阵天线阵面校准的方法包括如下步骤：

(1)移动辅助测试天线使得辅助测试天线对准待测相控阵天线阵面当前阵元；

(2)调节相控阵天线阵面中当前阵元的开关状态，以及通道的移相、衰减状态；

(3)使用矢量网络分析仪测量待测相控阵天线阵面中当前阵元的传输参数，并记录相控阵天线阵面中当前阵元信号传输通道的幅度和相位测量值；

(4)依次遍历相控阵天线阵面阵元，完成所有阵元的传输参数测量、信号传输通道的幅度和相位测量值；

(5)以任一阵元为基准，归一化其他阵元的幅度和相位，进而得到相控阵天线阵面校准补偿数据，完成主动相控阵雷达导引头相控阵天线阵面校准。

所述的进行通道幅相一致性校正的方法包括如下步骤：

(1)设定通道幅相误差包括接收模块引入的幅度和相位失配误差、采集通道的时钟和器件抖动引入的相位误差、数字信号的量化误差、热噪声；

(2)设第k个通道对应的第k个不同滤波器的滤波器传递函数H_k(w)为H_k(w)＝α_k(w)exp[jβ_k(w)],k＝1,...,n-1,n

其中，α_k(w)为第k个通道的幅度函数，jβ_k(w)为第k个通道的相位函数，n为通道的数量；

(3)获取校正信号s(k)，计算得到第k个波束形成器接收通道接收并校准后的信号为

s_k(w)＝α_k(w)exp[jβ_k(w)]*s(k),k＝1,...,n-1,n；

(4)计算第k个波束形成器接收通道接收并校准后的信号和第1个波束形成器接收通道接收并校准后的信号的差异为