一种一维相扫数字阵列快速校准方法研究北大核心CSCD

在相控阵天线校准中,常用的平面近场校准方法需要专用的测试场地和设备,效率不高;而“中场法”仅需要在阵面前方不远的距离上放置测试天线,利用相控阵单元可单通道控制的特点,实现快速和高精度校准。“中场法”对场地要求不高,因而获得广泛应用。该方法使用条件是:测试天线相对阵面中心的距离不满足远场条件,但测试天线和阵中单元的距离须满足远场条件。在一些大型的两维阵列,方位面为无源行馈天线,仅在俯仰面电扫,若满足行馈天线的远场条件,则需要较远的距离。文章研究了一维相扫的平面阵的快速校准方法,分析了校准误差分布,并通过远场波瓣验证了该方法的有效性。该方法进一步拓展了“中场法”在相控阵天线校准中的应用。     

一种相控阵天线网络相差中场校准新方法

针对相控阵天线网络相差,提出了一种中场校准新方法,建立了中场校准模型,分析了中场校准方法的基本原理。该方法对辅助天线位置进行估计,求出接近原阵面相位曲面的拟合曲面,得到阵面相位误差分布,通过相位补偿达到校准的目的。仿真结果表明,校准后的天线方向图第一级副瓣电平降低了3dB左右,第三、四级副瓣电平降低了5dB,归一化副瓣电平平均下降了2.5dB左右;校准后的方向图较为接近标准方向图。该中场校准方法操作简便,具有很高的工程价值。     

中场测量相控阵扫描方向图的方法研究

有源相控阵天线的发射和接收天线的性能依赖于阵面口径的幅相分布，有源相控阵的幅相校准工作通常在出厂前通过暗室中的平面近场测量进行，但是某些大型的有源阵面根本无法进暗室进行校准，利用外场测量进行的校准往往无法验证其结果的好坏，该文介绍了一种中场测量相控阵天线扫描方向图的方法，使校准结果能够得到较为客观的评估。     

有源相控阵天线的近场校准

为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法（ REV)时,为使被测信号的变化明显,将大规模相控阵天线分为中间、边缘区域进行分区校准。通过二次校准可判定阵元是否失效,提高相控阵天线的幅相一致性;通过分区校准减小阵元间互耦的影响,缩短校准时间。仿真结果表明：此方法用于大型相控阵的校准具有较高的准确性,可改善校准结果。     

一种相控阵雷达阵面自动校准方法研究

大型有源相控阵天线的阵面有成百上千甚至数万个收发组件和辐射单元,使得相控阵天线比其他类型的天线要复杂得多而难以维护。首先介绍阵面校准的现状,然后通过外校准的方法对阵面进行校准测试。这种方法实现了阵面自动化校准,提高了阵面校准的效率和精度。测试结果显示,辐射单元间的频带内耦合量稳定在 ? 30 ~ ? 70 dB 之间,设计指标和测试结果一致。     

基于反相法的中场校准技术研究

在相控阵天线研制中,阵面校准是非常重要的一环。对比各种校准方法,中场法使用设备少、测试效率高,因而获得了广泛的应用。通常情况下,阵面中的T/R组件内设计有三态开关(发射态、接收态、负载态),中场测试时,通过“逐路通”的方式(逐一选通T/R组件的射频通道,非被测通道处于负载状态),得到所有通道的发射通道(或接收通道)的幅相数据。但在“芯片化”T/R组件组成的阵面中,开关隔离度有限,泄露信号严重干扰被测信号,甚至无法进行正常的故障判断。本文讨论一种基于反相法的中场校准方法,分析了该方法的误差量级,最后通过远场波瓣测试验证了该方法的有效性。     

一种用PN码校正相控阵天线通道误差的新方法

为了校准相控阵天线通道间幅相误差,实现精确的数字波束形成,给出了一种用伪噪声序列(PN)码作为校准测试信号的在线校准方法(校准和通信可同时进行)。该方法由特定的校准站发送校准测试信号,被天线各阵元接收,并通过存在误差的各通道,在接收端用与发端相同的PN码作为本地信号与接收信号逐通道做相关运算,对各通道的相关峰值做比较可求出校准矢量进而完成校准。仿真结果表明,该方法可以有效校准相控阵天线通道间的幅相误差,校准后的波束方向图接近理想的波束方向图。     

毫米波阵列近场校准技术

毫米波阵列天线由于其阵元间距小,装配和生产过程带来的误差对通道的初始幅相带来较大的影响,因此必须对其进行校准。介绍了一种基于Phase toggle算法的近场校准方法,该方法不仅能够提高相控阵天线通道间幅相一致性,同时也能减少阵元间互耦的影响。试验结果表明,该校准方法稳定可靠,可有效地实现毫米波阵面的校准,具有广泛的工程适用性。     

基于旋转矢量法的有源相控阵天线中场测量

中场测量技术所需设备量较少,成本较低,而旋转矢量法利用相控阵天线本身的波控系统测量阵面的幅相分布。两种测量各有优缺点,将这两种方法结合起来,可实现对有源相控阵天线的TR组件监测和相控阵天线的阵面幅相测量。与近场测量相比,该方法简单易行,可以实现有源相控阵天线的定期监测和校正,同时,对测量中的误差进行了分析,并提出了解决办法。     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。     

通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

子阵级DBF体制天线幅相误差校准方法

在子阵级DBF体制天线中,接收多路信号,这些信号通过射频通道会增加额外的增益,致使各通道的幅相特性产生差异,影响雷达的测角精度,所以必须将各路子阵幅相误差消除,保证各通道幅相一致.本文提出了一种工程中实用的误差校准方法,并通过仿真论证了该方法的可行性.     

一种调频连续波阵列雷达的软件校准方法

提出了一种应用于调频连续波阵列雷达的软件校准方法,首先建立了非线性VCO特性和空间误差的雷达模型,通过时间域对发射机VCO的非线性进行快速补偿校准以及空间域对天线线阵间通道相位、幅度和时延的校准,最终使得雷达线性调频信号和阵面方向图满足设计要求.通过基于宽带X波段调频连续波雷达的仿真与实验分析,表明通过该软件校准方法可...     

数字阵列天线接收通道宽带信号校准与波束形成技术研究

 本文提出了一种简洁、实用的天线接收通道宽带信号校准方法.该方法采用零中频信号处理技术,通过理论分析将数字阵列天线接收通道宽带线性调频信号校准分为通道间的时间和相位校准,证明了接收通道间宽带线性调频信号相位校准可以转化为单频信号进行,给出了接收通道间宽带信号的幅度校准方法和时间校准允许的误差范围.在通道校准基础上,采用脉冲压缩技术合成了宽带天线方向图.实验结果表明,本文方法是有效、可行的.     

基于反相测量的有源相控阵天线中场校准方法

提出一种基于反相测量的有源相控阵天线中场校准方法。为使在校准过程中合成辐射场信号变化明显,使用伪Hadamard矩阵将天线阵列进行分组。校准时,将组内相位改变单元反相,将两次测量结果相减得到相位改变单元的总辐射场,最后对分组矩阵求逆并去除程差,即可解算得出阵面幅相分布。仿真结果表明,校准后,通道幅度均方根误差为0.18 dB,相位均方根误差为1.84°,达到校准效果。     

微带有源相控阵互耦效应及校准方法研究

研究了小型微带有源相控阵天线中的互耦效应及其校准问题。分析了阵元间互耦对微带阵列天线阻抗特性和辐射特性的影响,对散射矩阵法在互耦校准中的适用性进行了分析,提出了基于有源方向图的互耦校准方法。仿真分析结果表明,对于强互耦情况下小型微带有源相控阵的校准,散射矩阵法存在较大的误差,而有源方向图法更加有效。     

旋转矢量法结合最大值法校准宽角相控阵天线

介绍了相控阵天线的远场校准方法——旋转矢量法,利用HFSS仿真软件对4×4元相控阵天线扫描角为0°状态进行校准仿真,效果优良;在宽角校准时,采用旋转矢量法结合最大值法进行校准,用CST仿真软件结合该方法进行仿真,效果良好;最后进行试验测试,对4×4元相控阵天线在两维宽角范围内进行校准。结果证明该方法能有效校准小阵面宽角扫描相控阵天线。     

多探头球面近场的校准

在多探头球面近场测试系统中,每个探头形成的测试通道间幅度和相位特性是存在差异的,各个通道不一致,如不进行修正,将会影响近场测试精度.介绍一种多探头天线测量系统的探头校准方法,属于无线通信技术领域,利用校准工具按照正确的步骤校准,可以实现多探头相位和幅度的自动化校准.本校准方法有效校准探头极化间相互影响造成的误差,提高校准的精度和可靠性,并且可以满足高性能天线的测量要求.     

大型相控阵天线唯幅度测量快速标校法

针对目前大型相控阵天线校准时效不佳问题,研究了一种唯幅度测量快速标校方法。对于N元相控阵天线,该方法将阵面分为N种不同组合,通过测量每种组合在不同相态和开关态下的总辐射场幅度,由测量值解算出各个天线单元幅相值。该标校方法仅需幅度测量,并且所需的测量次数只有(3N+1)次,因此,设备可大大提高大型相控阵天线的校准速度以及简化校准设备;另外,在求解天线单元幅相值过程中,该标校方法可避免方程二义性问题,从而简化计算过程。768元相控阵天线仿真实例验证了该标校方法的正确性。     

有源相控阵雷达多通道幅相校准研究

为实现有源相控阵天线的超低副瓣性能,对通道校准的剩余误差控制,以及通道间的幅相一致性提出了更高的要求.文中介绍了收/发校准的流程,阐述了基于快速傅里叶变换的天线阵面校准原理,对影响天线性能的误差进行了分析,提出了为提高校准精度采用的校准方法.仿真结果表明,在误差控制范围内,雷达的收发天线性能满足设计要求.