[发明专利]一种相控阵多维高效率远场校准测试方法

权利要求书

1.一种相控阵多维高效率远场校准测试方法，其特征在于，包括相控阵天线发射通道校准和相控阵天线接收通道校准两个过程；所述相控阵天线发射通道校准过程包括以下步骤：

S1、记测试天线的角度为β₁,β₂,…,β_m,…,β_M，M为需要测试的角度数量；初始化m＝1；

S2、将测试天线放置到测试角度β_m上；

S3、打开通道1的开关，使用功率计测量此时阵列的远场辐射功率，重复测量10次，并记录10次测量的功率峰值的平均值，记录完成后通过反馈单元向移相器控制单元发送完成信号，移相器控制单元向开关控制单元发送完成信号；

S4、初始化n＝2；

S5、打开通道n的开关，采用以下步骤校准通道n：

S5-1、记L位数字移相器的移相值为初始化k＝1；

S5-2、将L位数字移相器的移相值θ_k配置到通道n，通过测试天线和功率计测量此时由通道1至通道n组成的子阵的远场辐射功率的峰值，重复测量10次，分别为P_1,1,P_1,2,…,P_1,10，记录10次测量功率峰值的平均值，记为P₁，完成后通过反馈单元向移相器控制单元发送完成信号；

S5-3、令k＝k+1，若k＜2^L则返回步骤S5-2，对移相值进行测量；若不满足k＜2^L则表示测量已完成，得到在不同移相值的情况下由通道1至通道n组成的子阵的远场辐射功率峰值的平均值

S5-4、找出中的最大值，将最大值对应的移相值通过反馈单元发送到移相器控制单元，并由移相器控制单元配置到通道n作为该通道的激励相位，配置完成后由移相器控制单元向开关控制单元发送完成信号；

S6、令n＝n+1，判断n≤N是否成立，若是则返回步骤S5，对其余N-2个通道进行校准；N表示天线通道数量；若否则表示已经在在β_m方向上完成待测相控阵天线N个通道的校准，由数据处理单元测量此时待测相控阵天线的远场辐射功率的最大值P_total1；

S7、选择相控阵天线上不同位置的通道作为参考通道对相控阵天线的各通道进行校准，具体步骤如下：

S7-1、将待测相控阵天线的中心天线单元所在通道作为参考通道，重复步骤S2～S6，校准完成后重复测量10次待测相控阵天线的远场辐射功率，记录10次测量功率峰值的平均值P_c；

S7-2、将待测相控阵天线的边缘中心天线单元所在通道作为参考通道，重复步骤S2～S6，校准完成后重复测量10次待测相控阵天线的远场辐射功率，记录10次测量功率峰值的平均值P_e；

S7-3、将P_c和P_e与P_total1进行对比，采用最大测量功率对应的各通道相位作为角度β_m上的校准结果；测量完成后由反馈单元向测量角度控制单元发送一个完成信号；

S8、令m＝m+1，若m≤M则返回步骤S2；否则结束校准，得到角度β_m上各通道的测量功率P_1,m,P_2,m,…,P_N,m，以及对应的移相值θ_1,m,θ_2,m,…,θ_N,m；

相控阵天线接收通道的校准过程包括以下步骤：

S9、打开通道1的开关，经过信号采样单元后在采样信号幅度测量单元中测量采样信号幅度的最大值，重复测量10次，记录10次测量的平均值，记为E₁；记录完成后向移相器控制单元发送完成信号；

S10、初始化n＝2；

S11、打开通道n的开关；按照以下步骤校准通道n：

S11-1、初始化k＝1；

S11-2、由移相器控制单元将移相值θ_k配置到通道n，使用通道1至通道n的信号采样单元同时对通道1至通道n移相后的信号进行采样，在采样信号幅度测量单元中记录通道1至通道n的采样信号相加后的最大值，重复测量10次，记录10次测量的最大值的平均值E_n,1，记录完成后由采样信号幅度测量单元发送完成信号到移相器控制单元；

S11-3、令k＝k+1，若k＜2^L则返回步骤S11-2，对移相值为时通道1至通道n的采样信号的和的最大值进行测量；若不满足k＜2^L则表示测量已完成，得到在不同移相值的情况下通道1至通道n的采样信号的和的最大值

S11-4、找出中的最大值，以及最大值对应的移相值，并通过移相器控制单元将该移相值配置到通道n，配置完成后由采样信号幅度测量单元向移相器控制单元发送完成信号；

S12、令n＝n+1，判断n≤N是否成立，若是则返回步骤S11，对其余N-2个通道进行校准；若否则表示待测相控阵天线的N个通道校准已经完成，得到测量相控阵天线通道1至通道N的接收信号采样后的和的最大值，记为E_toatal1；

S13、选择距离发射天线最近和最远的通道作为参考通道对相控阵天线的接收通道进行校准，包括以下子步骤：

S13-1、将待测相控阵天线的中心天线单元所在通道作为参考通道，重复步骤S9～S11，校准完成后测量相控阵天线通道1至通道N的接收信号采样后的和的最大值，记为E_toatal2；

S13-2、将待测相控阵天线的边缘中心天线单元所在通道作为参考通道，重复步骤S9～S11，校准完成后测量相控阵天线通道1至通道N的接收信号采样后的和的最大值，记为E_toatal3；

S13-3、比较E_toatal1、E_toatal2和E_toatal3，将最大测量幅度对应的各通道的移相值作为相控阵天线接收通道的校准结果。