本技術(shù)涉及相控陣天線，尤其涉及一種相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/p>

背景技術(shù)：

1、隨著相控陣天線技術(shù)在無線通信領(lǐng)域的快速發(fā)展，系統(tǒng)對相控陣天線的旁瓣電平、增益和波束指向等重要性能指標(biāo)要求也越來越高。因此，相控陣天線在出廠前必須對每個通道陣元輻射的幅度與相位校準(zhǔn)，所有通道相關(guān)陣元的幅度與相位精度是影響相控陣天線電氣性能的重要因素。相控陣天線通過波控系統(tǒng)控制移相器、衰減器的補(bǔ)償值，對陣面的幅度與相位進(jìn)行差異化補(bǔ)償，從而實(shí)現(xiàn)相控陣天線輻射最佳性能。在交付客戶后，相控陣天線同樣需要不定期對相控陣天線性能進(jìn)行測試與診斷。相控陣天線實(shí)時自校準(zhǔn)是指相控陣天線在使用過程中，具備隨時、隨地對陣面的幅度、相位進(jìn)行性能測試；診斷、篩選出失效陣元，實(shí)時評估性能；通過對陣面各個通道的幅度、相位獨(dú)立進(jìn)行測量和調(diào)整，確保相控陣天線的良好輻射特性。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相控陣天線使用全壽命周期的健康監(jiān)測。

2、目前，根據(jù)測量信號注入或獲取點(diǎn)的不同，相控陣天線陣面監(jiān)測的基本方法分為兩種：“內(nèi)監(jiān)測”與“外監(jiān)測”，現(xiàn)有傳統(tǒng)近場、遠(yuǎn)場校準(zhǔn)常用的換相法、調(diào)制法和互耦法等都屬于這兩種基本方法的范疇。但是無論“外監(jiān)測”還是“內(nèi)監(jiān)測”，都需要外部的計算機(jī)與配套測試設(shè)備，包括計算機(jī)、控制設(shè)備、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、信號源、頻譜儀等，程繁瑣，方法復(fù)雜，受限于環(huán)境、設(shè)備與場地和技術(shù)人員，這讓實(shí)現(xiàn)陣面監(jiān)測與校準(zhǔn)的功能對外部資源和人力技術(shù)能力依賴性強(qiáng)，無法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)陣面監(jiān)測與通道校準(zhǔn)補(bǔ)償，帶來的測試成本極高，而且對評估相控陣天線性能的實(shí)時性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)目的在于提供一種相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ靡越鉀Q傳統(tǒng)相控陣天線陣面監(jiān)測與校準(zhǔn)補(bǔ)償方法采用依靠外部測試設(shè)備的方法實(shí)現(xiàn)，流程繁瑣，方法復(fù)雜，受限于環(huán)境、設(shè)備與場地和技術(shù)人員，無法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)實(shí)時陣面監(jiān)測與通道校準(zhǔn)補(bǔ)償。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案：

3、本技術(shù)提供一種相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎǎ?/p>

4、s1、根據(jù)相控陣天線陣面布局拓?fù)洌_定多組待校準(zhǔn)通道、第一校準(zhǔn)發(fā)射通道和第二校準(zhǔn)發(fā)射通道；所述多組待校準(zhǔn)通道到校準(zhǔn)發(fā)射通道之間的路徑等長且為鏡像關(guān)系，每一組待校準(zhǔn)通道包括第一待校準(zhǔn)通道和第二待校準(zhǔn)通道，所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道與所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道為對稱布局；

5、s2、依次開啟任一組待校準(zhǔn)通道和所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道；

6、s3、保持該組待校準(zhǔn)通道中第一待校準(zhǔn)通道相位不變，調(diào)整第二待校準(zhǔn)通道的接收相位；

7、s4、實(shí)時讀取射頻集合端口不同相位對應(yīng)的幅度數(shù)據(jù)，計算得到第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；

8、s5、關(guān)閉所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道，開啟所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道，并返回執(zhí)行步驟s3-s4，得到第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；

9、s6、根據(jù)所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差和所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差，計算得到該組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；

10、s7、返回執(zhí)行步驟s2-s6，得到多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；

11、s8、基于所述多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差，以某一待校準(zhǔn)通道為基準(zhǔn)，對所有待校準(zhǔn)通道進(jìn)行相位差補(bǔ)償。

12、另一方面，本技術(shù)還提供了一種相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)难b置，包括：

13、區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)相控陣天線陣面布局拓?fù)洌_定多組待校準(zhǔn)通道、第一校準(zhǔn)發(fā)射通道和第二校準(zhǔn)發(fā)射通道；所述多組待校準(zhǔn)通道到校準(zhǔn)發(fā)射通道之間的路徑等長且為鏡像關(guān)系，每一組待校準(zhǔn)通道包括第一待校準(zhǔn)通道和第二待校準(zhǔn)通道，所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道與所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道為對稱布局；

14、通道開啟模塊，用于依次開啟任一組待校準(zhǔn)通道和所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道；

15、相位調(diào)整模塊，用于保持該組待校準(zhǔn)通道中第一待校準(zhǔn)通道相位不變，調(diào)整第二待校準(zhǔn)通道的接收相位；

16、相位差計算模塊，用于實(shí)時讀取射頻集合端口不同相位對應(yīng)的幅度數(shù)據(jù)，計算得到第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；

17、發(fā)射通道切換模塊，用于關(guān)閉所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道，開啟所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道，并返回運(yùn)行相位差計算模塊和發(fā)射通道切換模塊，得到第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；

18、初始相位差計算模塊，用于根據(jù)所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差和所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差，計算得到該組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；

19、通道遍歷模塊，用于返回運(yùn)行通道開啟模塊至初始相位差計算模塊，得到多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；

20、相位差補(bǔ)償模塊，用于基于所述多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差，以某一待校準(zhǔn)通道為基準(zhǔn)，對所有待校準(zhǔn)通道進(jìn)行相位差補(bǔ)償。

21、另一方面，本技術(shù)還提供了一種電子設(shè)備，

22、處理器；以及被安排成存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令的存儲器，所述可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時使所述處理器執(zhí)行如上述權(quán)利要中任一項所述的方法的步驟。

23、另一方面，本技術(shù)還提供了一種存儲介質(zhì)，

24、所述存儲介質(zhì)上存儲相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)奶幚沓绦颍鱿嗫仃囂炀€陣面實(shí)時監(jiān)測與自校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)奶幚沓绦虮惶幚砥鲌?zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法步驟。

25、基于上述技術(shù)方案，本技術(shù)能夠獲得如下技術(shù)效果：

26、利用相控陣天線陣面通道間的耦合特性，提出了一種相控陣天線陣面實(shí)時監(jiān)測與通道自適應(yīng)校準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎǎ簊1、根據(jù)相控陣天線陣面布局拓?fù)洌_定多組待校準(zhǔn)通道、第一校準(zhǔn)發(fā)射通道和第二校準(zhǔn)發(fā)射通道；所述多組待校準(zhǔn)通道到校準(zhǔn)發(fā)射通道之間的路徑等長且為鏡像關(guān)系，每一組待校準(zhǔn)通道包括第一待校準(zhǔn)通道和第二待校準(zhǔn)通道，所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道與所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道為對稱布局；s2、依次開啟任一組待校準(zhǔn)通道和所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道；s3、保持該組待校準(zhǔn)通道中第一待校準(zhǔn)通道相位不變，調(diào)整第二待校準(zhǔn)通道的接收相位；s4、實(shí)時讀取射頻集合端口不同相位對應(yīng)的幅度數(shù)據(jù)，計算得到第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；s5、關(guān)閉所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道，開啟所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道，并返回執(zhí)行步驟s3-s4，得到第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差；s6、根據(jù)所述第一校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差和所述第二校準(zhǔn)發(fā)射通道到該組待校準(zhǔn)通道的耦合相位差，計算得到該組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；s7、返回執(zhí)行步驟s2-s6，得到多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差；s8、基于所述多組待校準(zhǔn)通道的初始相位差，以某一待校準(zhǔn)通道為基準(zhǔn)，對所有待校準(zhǔn)通道進(jìn)行相位差補(bǔ)償。從而實(shí)現(xiàn)了相控陣天線陣面收發(fā)通道的實(shí)時幅度、相位性能監(jiān)測與通道自校準(zhǔn)補(bǔ)償功能，具有校準(zhǔn)精度較高，實(shí)用性強(qiáng)、適用性廣的特點(diǎn)。具體地：

27、其一、基于改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)電場矢量與互耦法實(shí)現(xiàn)，結(jié)合優(yōu)化的自校準(zhǔn)策略，可以高效、精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)通道幅相的性能監(jiān)測與自適應(yīng)補(bǔ)償；

28、其二、該方法僅需要得到通道的幅度信息，通過對幅度信息處理進(jìn)而得到各個通道的相位差異信息，因此不受限于射頻器件的頻率響應(yīng)特性，特別在毫米波及更高頻段，可以實(shí)現(xiàn)更高的校準(zhǔn)精度；

29、其三、該方法不直接得到通道相位絕對值信息，使用i-q兩路相位差計算實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，提高抗干擾能力，可以有效增加校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，降低測試誤差和環(huán)境對校準(zhǔn)效果的影響；

30、其四、該方法不受限于相控陣天線陣面單元位置布局形式，可以同時適用于陣面單元三角位置布局或者矩形位置布局形式。