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。     

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。     

基于近场校正的相控阵天线低副瓣方向图综合

相控阵天线单元存在着幅度和相位误差,这些误差的综合作用会导致天线方向图副瓣电平达不到优化设计结果。提出了一种基于近场幅相校正的相控阵天线低副瓣综合方法,首先采用近场单通道测量方法,得到相控阵天线阵面的实测幅相值;然后采用非线性二乘法对天线单元幅度和相位进行优化综合;最后根据优化幅相值对实测幅相值进行修正,获得相控阵天线阵面幅相配置参数。方向图实测结果表明该方法可行、有效。     

天线相位中心的测量和校准方法研究

天线相位中心的精确测量和校准在某些高精度测量应用的场合非常重要,它能有效减少天线测量点不准带来 的误差。本文介绍了一种天线相位中心的测量和校准方法,即采用球面近场的天线相位中心的测量方法并给出了天线 相位中心的修正方法,采用该方法能准确测量和校准天线的相位中心。试验结果验证了该方法的可行性和准确性。     

幅相校准在机载有源相控阵雷达中的应用

对于机载有源相控阵雷达,天线低副瓣是最基本也是最重要的指标要求之一。有效、实时的幅度和相位校准是保证天线低副瓣指标的主要保证措施。文中详细描述了在有源相控阵天线系统中存在的幅相误差原理,给出了对幅度和相位进行实时校准的算法,同时也给出了校准剩余误差的验证方法,并通过软件流程框图给出了实时校准的流程,最后,通过在真实雷达中的实验结果验证了该方法的可行性和正确性。     

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.     

微波光子技术相控阵雷达天线现场校准系统

研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理,通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应,使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息,在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息,便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测,实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 dB和2,同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点,满足相控阵天线现场校准的实际需要,具有很强的工程实用价值。     

分组旋转矢量法校正大规模相控阵天线

基于基本的旋转矢量法,提出了用于大规模相控阵天线校正的分组旋转矢量法.该方法同时旋转多个天线单元的信号源的相位,能够使被测信号的起伏显著增加.误差估计和仿真校正结果显示,该方法能够提高测量精度,改善校正效果.     

幅相误差对阵列天线相位中心的影响分析

为精确预测阵列天线相位中心的特性, 研究了阵列口径的幅相误差对阵列天线相位中心的影响.对阵列天线相位中心的求解方法进行了简要论述, 得出了阵列天线相位中心的计算方法; 采用该方法对一个算例阵列进行仿真计算, 分别引入均匀分布和正态分布的幅相误差, 计算得出不同类型幅相误差造成的天线相位中心变化.分析计算结果可以得出, 幅相误差对阵列天线相位中心可造成显著影响, 并且该影响与幅相误差分布类型和误差限有关.该研究结论可用于指导高精度阵列天线的设计.     

多组阵列天线相位校准方法

提出了利用多次幅度测量实现多组阵列天线相位校准的方法,解决了多组阵列在天线辐射方向需要同相位合成的难题,保证了多组阵列实现高效率合成。介绍了校准方法的工作原理,给出了多组阵列天线进行相位校准的工作过程。对校准前后的天线测试结果进行对比分析,得出校准精度符合工程设计要求,且无需调试,易于实现远场自动校准,适用于多组阵列天线研制过程中的相位校准工作。     

阵列天线在UXB系统标校中的应用

测量船基地现有标校塔与测量船距离只有980 m,无法满足高频段统一X频段（UXB）系统天线的远场标校距离条件。针对这一难题,提出了一种利用阵列天线合成准平面波的方法,实现在近场距离条件下的远场标校。在现有标校塔上架设安装阵列天线设备,利用16个单喇叭天线组成4×4的天线阵,并通过控制单个喇叭天线元的幅度和相位,使得传播到测量船UXB天线口面处由阵列天线合成的电磁波是准平面波,满足X频段天线远场标校要求。综合运用最优化理论和遗传算法,对阵列天线元的幅度和相位权值进行调节和优化,使得合成的电磁波更为接近准平面波。计算机仿真实验和外场条件下的实际测试均验证了该方法生成的准平面波能够满足UXB天线远场标校要求。     

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。     

阵列天线近场校准方法及在波束形成中的应用

大型相控阵天线阵列由于天线口径很大,给天线远场测试带来很多困难,天线近场测试方法可以有效解决这类问题。本文在实际工程中利用天线近场测试方法对大型天线阵列的幅相误差进行了测试及校准。试验结果表明,此方法可以用于评估阵列天线的一致性。波束形成后,相对于接收机闭环校准,天线误差校准可以明显降低旁瓣,并且测角偏差明显减少,在短波低频段表现尤为突出。     

相控阵雷达阵面幅相修正的研究

针对相控阵雷达因阵面单元变化引起天线副瓣性能变差的问题,提出了一种新的幅相修正方法。此方法中采用归一化处理,增强了环境适应性,同时也提高了雷达相位控制器资源的利用率。文中介绍了阵面幅相修正的原理和处理流程,分析了幅相修正的处理精度,并进行了模拟实验。实验结果表明该方法有效可行。     

基于软件无线电架构的智能天线幅相校准

针对天线阵对多通道幅度和相位一致性的要求,在基于软件无线电(Software Defined Radio,SDR)架构的智能天线基础上提出了射频通道幅相测算和板级幅相测算相结合方案,具备幅相慢变特性的射频通道采用离线参数法,而板上多通道采用在线测算法,并采用星座旋转算法实现了相位校准.最后通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)模块仿真验证了该校准方法的正确性,并分析了系统误差来源及规避方法,为多通道系统幅相校准提供了工程化应用基础.     

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准：通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。     

基于FFT的相控阵雷达校准方法

相阵控天线由于单元间互耦,器件的制造,组装误差,老化,热变形和组件更换的影响而产生幅相误差,必须进行校准和补偿。文中提出一种新的校准方法,先在相同的频率和环境条件下分别进行ＦＦＴ外校准和初次ＦＦＴ内校准确定内外场校正系数,然后在雷达使用期间只需作天线ＦＦＴ内校准就可获得理想的精度,用一２４单元实验阵列对此作了实验验证。此方法具有低设备量和高校准精度,适用于一维,二维相控阵雷达,尤其适合于机载或地面     

Fast Measurement Technique for Phased Array Calibration

A novel measurement method is proposed in order to measure the active electric fields of the individual antenna elements in a phased array antenna. Fast and accurate measurements can be realized by the proposed method because the electric fields of multiple elements can be obtained simultaneously and no phase measurements are required. Hence, it can be easily applied to the on-board diagnostics and re-calibration in the operating phased array antenna systems. In the first step with this method, the phases of multiple antenna elements are successively shifted with the specified phase intervals while the array power variations are measured. Next, the measured power variation is expanded into a Fourier series and the terms are rearranged to put them into the form of the rotating element electric field vector (REV) method. Finally, the REV solution is used to identify the electric fields of the individual elements. Additionally, a theoretical study is carried out on the accuracy of the proposed measurement method. Simple, closed-form equations have been successfully derived for the measurement errors and the calibration accuracy is theoretically estimated. The proposed measurement method is validated with experimental results and the measurement accuracy is compared with the theoretical prediction.      

The phase-only shaping and adaptive ing of an amplitude pattern

An efficient phase-only control method is reported for shaping a given antenna array amplitude pattern and simultaneously placing adaptive s in unknown interference directions. The method iteratively minimizes a functional (that incorporates constraints imposed on the desired pattern shape and power measured at the array output) with respect to phases of the array element excitations and to the phase of the given amplitude pattern by a coordinate-by-coordinate (single-coordinate) method that finds the minimum along each coordinate by a closed-form formula using three power measurements per one iteration. The method shows fast convergence, is stable to phase shifter errors, and complies with the digital phase control. Results of computer modeling are provided.