專利名稱：用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)測(cè)控通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及一種用于校正發(fā)射數(shù)字波束形 成技術(shù)中通道誤差的系統(tǒng)及方法，用于解決發(fā)射數(shù)字波束形成系統(tǒng)中多天線和多發(fā)射通道 幅相響應(yīng)不一致的問題。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外在雷達(dá)測(cè)控通信技術(shù)領(lǐng)域中，校正發(fā)射數(shù)字波束系統(tǒng)幅相誤差主要 采用注入?yún)⒖夹Ｕ兔ばＵ齼煞N方法。葉四清等人在其專利申請(qǐng)文件《一種發(fā)射通道校正的方法及系統(tǒng)》(公開號(hào) CN101304276A,申請(qǐng)?zhí)?00810029111，申請(qǐng)日2008. 6. 30)中公開了一種注入?yún)⒖夹Ｕ?法。該方法在每個(gè)發(fā)射通道中注入通道校正信號(hào)，接收通過每個(gè)發(fā)射的通道校正信號(hào)，根據(jù) 接收到的通道校正信號(hào)計(jì)算出每個(gè)發(fā)射通道的校正系數(shù)。這種方法只能校正從基帶到發(fā)射 天線口的通道，而不能校正包括發(fā)射天線在內(nèi)的整個(gè)發(fā)射通道。注入校正信號(hào)時(shí)，需要在各 個(gè)發(fā)射通道間輪流注入，難以保證各個(gè)發(fā)射通道中校正信號(hào)特性參數(shù)的一致性。S. Kobayakawa, M. Tsutsui and Y. Tanaka ^Blind Calibration Method for an Adaptive Array Antena in DS-CDMA System Using an MMSE Algorithm”(VTC2000-Spring Tokyo. 2000IEEE 51st, Vol 1, page 21)中公開了一種盲校 正裝置。該裝置采用NLMS自適應(yīng)算法，對(duì)從發(fā)射天線通道直接耦合得到的參考信號(hào)和經(jīng)過 發(fā)射天線各射頻通道的采樣信號(hào)做迭代運(yùn)算，從而得到每個(gè)發(fā)射通道的校正權(quán)值。盲校正 方法對(duì)所應(yīng)用的環(huán)境和采集的信號(hào)數(shù)據(jù)要求苛刻。它要求由發(fā)射天線通道直接耦合得到的 參考信號(hào)數(shù)據(jù)和經(jīng)過發(fā)射天線各射頻通道的采樣數(shù)據(jù)嚴(yán)格同步，否則自適應(yīng)迭代算法將發(fā) 散，達(dá)不到校正的目的。然而在實(shí)際的通信環(huán)境中，發(fā)射天線通道直接耦合得到的參考信號(hào) 數(shù)據(jù)和經(jīng)過發(fā)射天線各射頻通道的采樣數(shù)據(jù)很難做到嚴(yán)格同步，因此盲校正方法在發(fā)射數(shù) 字波束形成技術(shù)中難以直接應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù) 的校正系統(tǒng)，以及應(yīng)用此系統(tǒng)校正發(fā)射通道幅相誤差的方法，從而可以使發(fā)射數(shù)字波束形 成技術(shù)中各發(fā)射通道的幅相響應(yīng)一致。本發(fā)明的通道誤差校正系統(tǒng)包括發(fā)射通道、權(quán)值控制單元、數(shù)字波束形成 (Digital Beam Forming, DBF)單元、合成單元、矢網(wǎng)分析儀、接收處理單元、校正計(jì)算單元 和存儲(chǔ)單元。發(fā)射通道包括多個(gè)發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線通道。權(quán)值控制單元通過總線與DBF單 元相連，DBF單元通過同軸線纜與發(fā)射機(jī)相連，發(fā)射機(jī)的輸出端通過同軸線纜與發(fā)射天線相 連。合成單元輸入端通過耦合器與發(fā)射機(jī)相連，輸出端通過同軸線纜與矢網(wǎng)分析儀相連。接 收單元的輸出端通過總線與校正計(jì)算單元相連。存儲(chǔ)單元通過總線與校正計(jì)算單元和權(quán)值 控制單元相連。
使用本發(fā)明的幅相誤差校正系統(tǒng)對(duì)發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)中N個(gè)發(fā)射通道實(shí)現(xiàn) 幅相誤差校正的步驟如下(1)獲取內(nèi)校正系數(shù)。la)在N個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)通道，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)通道內(nèi)校正系數(shù)為1 ；在 除標(biāo)準(zhǔn)通道外的N-I個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道。lb)權(quán)值控制單元輸出一組波束形成權(quán)值到DBF單元，波束形成權(quán)值將標(biāo)準(zhǔn)通道 和待測(cè)通道的權(quán)值設(shè)置為1，其余N-2個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0。Ic)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元將接收到的校正信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理與波束 形成權(quán)值相乘得到N路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，經(jīng)上變頻得到N路中頻模擬實(shí)信號(hào)送給發(fā)射機(jī)。Id)合成單元經(jīng)發(fā)射機(jī)耦合出N路射頻信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)通道的射頻信號(hào)直接送給矢 網(wǎng)分析儀作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其余N-I個(gè)通道的射頻信號(hào)合成一路送給矢網(wǎng)分析儀作為待測(cè)信號(hào)。Ie)從矢網(wǎng)分析儀讀取待測(cè)信號(hào)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的相位差和幅度差，將相位差和 幅度差以復(fù)數(shù)形式表示為待測(cè)通道的內(nèi)校正系數(shù)。If)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道內(nèi)校正系數(shù)，結(jié)束操 作；否則，在除標(biāo)準(zhǔn)通道及其已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù)步 驟 lb)、lc)、Id)、le)、If)。(2)獲取系統(tǒng)校正系數(shù)。2a)在N個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道；2b)權(quán)值控制單元輸出一組波束形成權(quán)值到DBF單元，波束形成權(quán)值將待測(cè)通道 權(quán)值設(shè)置為1，其余N-I個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0。2c)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元將接收到的校正信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理與波束 形成權(quán)值相乘得到N路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，經(jīng)上變頻得到N路中頻模擬實(shí)信號(hào)送給發(fā)射機(jī)，發(fā) 射機(jī)輸出的N路射頻信號(hào)通過天線發(fā)射；DBF單元將步驟2a)中所選取的待測(cè)通道的基帶 數(shù)字復(fù)信號(hào)送給校正計(jì)算單元作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。2d)接收處理單元將接收到的一路射頻信號(hào)經(jīng)預(yù)處理得到一路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)， 送給校正計(jì)算單元作為待測(cè)信號(hào)。2e)校正計(jì)算單元提取所接收到的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和待測(cè)信號(hào)的特性參數(shù)，比較得到待 測(cè)通道的系統(tǒng)校正系數(shù)。2f)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道系統(tǒng)校正系數(shù)，結(jié) 束操作；否則，在除已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù)步驟2b)、 2c)、2d)、2e)、2f)。(3)獲取外校正系數(shù)。權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的系統(tǒng)校正系數(shù) 與內(nèi)校正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相除后獲得外校正系數(shù)，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。(4)判斷是否需要更新校正系數(shù)。如果是，轉(zhuǎn)步驟(5)；否則，轉(zhuǎn)步驟(7)。(5)更新內(nèi)校正系數(shù)。采用步驟(1)的方法更新內(nèi)校正系數(shù)。(6)更新系統(tǒng)校正系數(shù)。權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的內(nèi)、外校正系 數(shù)，對(duì)應(yīng)相乘得到系統(tǒng)校正系數(shù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。(7)校正發(fā)射通道。權(quán)值控制單元將系統(tǒng)校正系數(shù)送給DBF單元，DBF單元將系統(tǒng)校正系數(shù)與發(fā)射通道數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相乘，實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道校正。(8)判斷是否停止校正。如果是，則結(jié)束校正；否則，轉(zhuǎn)步驟(4)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明對(duì)包括發(fā)射天線通道在內(nèi)的發(fā)射通道進(jìn)行校正，克服了現(xiàn)有方法未對(duì) 發(fā)射天線通道進(jìn)行校正的不足，使得各通道的幅相響應(yīng)更加一致，可以更有效地形成期望 的波束。(2)本發(fā)明通道校正方法充分利用發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)中的波束形成權(quán)值，靈 活控制多個(gè)發(fā)射通道的輸出，克服了現(xiàn)有方法必須將校正信號(hào)分時(shí)注入到每個(gè)通道的缺 點(diǎn)，可以保證多個(gè)發(fā)射通道中校正信號(hào)特性參數(shù)的一致性，使得獲取的誤差校正系數(shù)更準(zhǔn) 確。(3)本發(fā)明對(duì)所應(yīng)用的環(huán)境和校正信號(hào)沒有嚴(yán)格要求，具有更廣泛的適用范圍。(4)本發(fā)明通道校正方法根據(jù)發(fā)射天線各通道幅相誤差基本不變(即外校正系數(shù) 為確定常數(shù))這一特點(diǎn)，將復(fù)雜的系統(tǒng)校正系數(shù)獲取方法分成重復(fù)性的簡(jiǎn)單內(nèi)校正和單次 的復(fù)雜外校正，大量簡(jiǎn)化計(jì)算量，并減少設(shè)備的使用，克服了傳統(tǒng)方法在計(jì)算系統(tǒng)校正系數(shù) 方面繁瑣的缺點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的方框圖；圖2為本發(fā)明合成單元方框圖；圖3為本發(fā)明方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖1和附圖2對(duì)本發(fā)明通道誤差校正系統(tǒng)做進(jìn)一步的描述。本發(fā)明的系統(tǒng)包括發(fā)射通道、存儲(chǔ)單元、權(quán)值控制單元、DBF單元、合成單元、矢網(wǎng) 分析儀、接收處理單元和校正計(jì)算單元。發(fā)射通道包括N個(gè)發(fā)射機(jī)通道和發(fā)射天線通道，通 道個(gè)數(shù)N根據(jù)用戶需要選擇，本實(shí)施例中選取通道個(gè)數(shù)N為16。發(fā)射機(jī)與發(fā)射天線通過同 軸線纜相連。由一片數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor, DSP)實(shí)現(xiàn)的權(quán)值控制 單元通過數(shù)據(jù)總線與DBF單元和存儲(chǔ)單元相連。權(quán)值控制單元實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能第一，控制發(fā) 射通道輸出。權(quán)值控制單元產(chǎn)生一組波束形成權(quán)值送給DBF單元，由波束形成權(quán)值控制發(fā) 射通道的輸出；第二，計(jì)算外校正系數(shù)。從存儲(chǔ)單元調(diào)用每個(gè)發(fā)射通道的系統(tǒng)校正系數(shù)和 內(nèi)校正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相除得到外校正系數(shù)；第三，更新系統(tǒng)校正系數(shù)并送給DBF單元。從存儲(chǔ) 單元調(diào)用每個(gè)發(fā)射通道的內(nèi)、外校正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相乘得到系統(tǒng)校正系數(shù)并存儲(chǔ)。DBF單元由 一路高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gates Array, FPGA)和16路數(shù)字上變頻器(DUC)組成。ADC對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣；FPGA對(duì)采樣得到的數(shù) 字實(shí)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字正交插值，將正交插值后的基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)與波束形成權(quán)值相乘得到16 路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，并在獲取系統(tǒng)校正系數(shù)時(shí)將待測(cè)通道的基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)輸出到校正計(jì) 算單元；DUC對(duì)16路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)做數(shù)字上變頻得到16路中頻模擬信號(hào)。DUC的輸出端 通過同軸線纜與發(fā)射機(jī)相連。圖2中的合成單元由16路耦合器和一個(gè)合成器組成，耦合器從發(fā)射機(jī)通道耦合出16路射頻信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)通道的射頻信號(hào)送給矢網(wǎng)分析儀作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其余15個(gè)通道的射 頻信號(hào)通過合成器合成后送給矢網(wǎng)分析儀作為待測(cè)信號(hào)。矢網(wǎng)分析儀比較得到待測(cè)信號(hào)相 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的幅度差和相位差。接收處理單元由接收天線、接收機(jī)、一路ADC、一片F(xiàn)PGA 組成，與發(fā)射天線無線連接，與校正計(jì)算單元通過總線相連。接收天線接收射頻信號(hào)送給接 收機(jī)；接收機(jī)將射頻信號(hào)下變頻到中頻；ADC對(duì)接收機(jī)輸出的中頻模擬實(shí)信號(hào)進(jìn)行帶通采 樣；FPGA對(duì)ADC采樣得到中頻數(shù)字復(fù)信號(hào)做正交插值，得到基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)送給校正計(jì)算 單元。校正計(jì)算單元由一片DSP實(shí)現(xiàn)，將從DBF單元和接收處理單元得到的基帶數(shù)字比較 得到系統(tǒng)校正系數(shù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。校正計(jì)算單元與存儲(chǔ)單元通過總線相連。存儲(chǔ)單元 采用一片容量為256M的FLASH芯片，用來存儲(chǔ)獲取的內(nèi)、外校正系數(shù)以及系統(tǒng)校正系數(shù)。下面結(jié)合附圖3，對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)16個(gè)發(fā)射通道誤差校正的方法做進(jìn)一步描述，其 具體步驟如下步驟1.獲取內(nèi)校正系數(shù)。la)在16個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)通道，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)通道內(nèi)校正系數(shù)為1，在 除標(biāo)準(zhǔn)通道外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道。lb) DSP輸出一組波束形成權(quán)值到FPGA，波束形成權(quán)值將標(biāo)準(zhǔn)通道和待測(cè)通道的 權(quán)值設(shè)置為1，其余14個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0。Ic)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元中的ADC對(duì)接收到的校正信號(hào)做數(shù)字帶 通采樣，將采樣得到的數(shù)字中頻信號(hào)送給FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字正交插值。FPGA將基帶數(shù)字復(fù)信號(hào) 與波束形成權(quán)值相乘得到16路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，經(jīng)DUC上變頻得到16路中頻模擬實(shí)信號(hào) 送給發(fā)射機(jī)。本發(fā)明中數(shù)字正交插值實(shí)現(xiàn)方法是將ADC采樣得到的數(shù)字實(shí)信號(hào)分為兩路，分 別與兩路相互正交的數(shù)字本振相乘，將中頻信號(hào)下變頻到基帶，并通過低通濾波器取出基 帶內(nèi)頻譜，經(jīng)1/2抽取后得到基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)。Id)耦合器經(jīng)發(fā)射機(jī)耦合出16路射頻信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)通道的射頻信號(hào)直接送給矢網(wǎng) 分析儀作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其余15個(gè)通道的射頻信號(hào)通過合成器合成一路送給矢網(wǎng)分析儀作 為待測(cè)信號(hào)。Ie)從矢網(wǎng)分析儀讀取待測(cè)信號(hào)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的相位差和幅度差，將相位差和 幅度差以復(fù)數(shù)形式表示為待測(cè)通道的內(nèi)校正系數(shù)。If)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道內(nèi)校正系數(shù)Cin，結(jié)束 操作；否則，在除標(biāo)準(zhǔn)通道及其已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù) 步驟 lb)、lc)、Id)、le)、If)。步驟2.獲取系統(tǒng)校正系數(shù)。2a)在16個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道。2b) DSP輸出一組波束形成權(quán)值到FPGA，波束形成權(quán)值將待測(cè)通道權(quán)值設(shè)置為1， 其余N-I個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0。2c)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元中的ADC對(duì)接收到的校正信號(hào)做數(shù)字帶 通采樣，將采樣得到的數(shù)字中頻信號(hào)送給FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字正交插值得到基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)。數(shù) 字正交插值實(shí)現(xiàn)方法與步驟lb)所述的具體步驟相同。FPGA將基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)與波束形成 權(quán)值相乘得到16路，并將待測(cè)通道的基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)通過數(shù)據(jù)總線送給校正計(jì)算單元作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。DUC將16路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)進(jìn)行上變頻，得到16路中頻模擬實(shí)信號(hào)并送給發(fā) 射機(jī)。2d)接收天線將接收到的一路射頻信號(hào)經(jīng)接收機(jī)模擬下變頻為中頻信號(hào)，ADC對(duì) 其進(jìn)行數(shù)字帶通采樣得到一路數(shù)字中頻信號(hào)，經(jīng)過FPGA正交插值得到一路基帶數(shù)字復(fù)信 號(hào)，將其送給校正計(jì)算單元作為待測(cè)信號(hào)。2e)校正計(jì)算單元提取所接收到的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和待測(cè)信號(hào)的特性參數(shù)，比較得到待 測(cè)通道的系統(tǒng)校正系數(shù)。其處理過程是校正計(jì)算單元分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行 FFT變換，得到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的頻譜并搜索其譜峰，假設(shè)譜峰在第P個(gè)位置，對(duì)應(yīng)的幅值為Np ；找 到待測(cè)信號(hào)頻譜第P個(gè)位置的幅值N' p，則待測(cè)通道的幅相誤差校正系數(shù)為Np/N' p。2f)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道系統(tǒng)校正系數(shù)Csys,結(jié) 束操作；否則，在除已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù)步驟2b)、 2c)、2d)、2e)、2f)。步驟3.獲取外校正系數(shù)。權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的系統(tǒng)校正 系數(shù)與內(nèi)校正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相除后獲得外校正系數(shù)，即C。ut = csys/cin，其中c。ut為外校正系數(shù)， Csys為系統(tǒng)校正系數(shù)，Cin為內(nèi)校正系數(shù)，將外校正系數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。步驟4.判斷是否需要更新校正系數(shù)。如果是，轉(zhuǎn)步驟5;否則，轉(zhuǎn)步驟7。步驟5.采用步驟1的方法更新內(nèi)校正系數(shù)，得到更新的內(nèi)校正系數(shù)C' in。步驟6.更新系統(tǒng)校正系數(shù)。權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的內(nèi)、外校 正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相乘得到系統(tǒng)校正系數(shù)，即C' sys = C' in*c。ut，并更新的系統(tǒng)校正系數(shù)存儲(chǔ) 到存儲(chǔ)單元。步驟7.校正發(fā)射通道。權(quán)值控制單元將系統(tǒng)校正系數(shù)C' sys送給DBF單元，DBF 單元將系統(tǒng)校正系數(shù)與發(fā)射通道數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相乘，實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道校正。步驟8.判斷是否停止校正。如果是，則結(jié)束校正；否則，轉(zhuǎn)步驟4。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正系統(tǒng)，包括發(fā)射通道、接收處理單元、校 正計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元，其特征在于所述的發(fā)射通道包括多個(gè)發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線通道，權(quán) 值控制單元通過總線與DBF單元相連，DBF單元通過同軸線纜與發(fā)射機(jī)相連，發(fā)射機(jī)的輸 出端通過同軸線纜與發(fā)射天線相連，合成單元輸入端通過耦合器與發(fā)射機(jī)相連，輸出端通 過同軸線纜與矢網(wǎng)分析儀相連，所述的接收處理單元的輸出端通過總線與校正計(jì)算單元相 連，所述的存儲(chǔ)單元通過總線與校正計(jì)算單元和權(quán)值控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正系統(tǒng)，其特征在 于，所述的發(fā)射通道包括N個(gè)通道，任選其中一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正系統(tǒng)，其特征在 于，所述的合成單元由N路耦合器和一個(gè)合成器組成，耦合器與發(fā)射機(jī)通道相連，標(biāo)準(zhǔn)通道 對(duì)應(yīng)的耦合器輸出端通過同軸線纜與矢網(wǎng)分析儀相連，其余N-I個(gè)通道對(duì)應(yīng)的耦合器輸出 端通過同軸線纜與合成器相連，合成器的輸出端通過同軸線纜與矢網(wǎng)分析儀相連。
4.一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正方法，其特征在于，對(duì)發(fā)射數(shù)字波束形 成技術(shù)中N個(gè)發(fā)射通道實(shí)現(xiàn)幅相誤差校正的步驟如下(1)獲取內(nèi)校正系數(shù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元；(2)獲取系統(tǒng)校正系數(shù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元；(3)獲取外校正系數(shù)權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的系統(tǒng)校正系數(shù)與內(nèi) 校正系數(shù)，對(duì)應(yīng)相除后獲得外校正系數(shù)，并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元；(4)判斷是否需要更新校正系數(shù)，如果是，轉(zhuǎn)步驟(5)；否則，轉(zhuǎn)步驟(7)；(5)采用步驟(1)的方法更新內(nèi)校正系數(shù)；(6)更新系統(tǒng)校正系數(shù)權(quán)值控制單元從存儲(chǔ)單元調(diào)用各發(fā)射通道的內(nèi)、外校正系數(shù)， 對(duì)應(yīng)相乘得到系統(tǒng)校正系數(shù)并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元；(7)校正發(fā)射通道權(quán)值控制單元將系統(tǒng)校正系數(shù)送給DBF單元，DBF單元將系統(tǒng)校正 系數(shù)與發(fā)射通道數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相乘，實(shí)現(xiàn)發(fā)射通道校正；(8)判斷是否停止校正，如果是，則結(jié)束校正；否則，轉(zhuǎn)步驟G)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正方法，其特征在 于，所述步驟(1)的具體步驟如下la)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)通道內(nèi)校正系數(shù)為1，在除標(biāo)準(zhǔn)通道外的N-I個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為 待測(cè)通道；lb)權(quán)值控制單元輸出一組波束形成權(quán)值到DBF單元，波束形成權(quán)值將標(biāo)準(zhǔn)通道和待 測(cè)通道的權(quán)值設(shè)置為1，其余N-2個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0 ；Ic)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元將接收到的校正信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理與波束形成 權(quán)值相乘得到N路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，經(jīng)上變頻得到N路中頻模擬實(shí)信號(hào)送給發(fā)射機(jī)；Id)合成單元經(jīng)發(fā)射機(jī)耦合出N路射頻信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)通道的射頻信號(hào)直接送給矢網(wǎng)分 析儀作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其余N-I個(gè)通道的射頻信號(hào)合成一路送給矢網(wǎng)分析儀作為待測(cè)信號(hào)；Ie)從矢網(wǎng)分析儀讀取待測(cè)信號(hào)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的相位差和幅度差，將相位差和幅度 差以復(fù)數(shù)形式表示為待測(cè)通道的內(nèi)校正系數(shù)；If)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道內(nèi)校正系數(shù)，結(jié)束操作； 否則，在除標(biāo)準(zhǔn)通道及其已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù)步驟lb)、lc)、Id)、le)、If)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的通道校正方法，其特征在 于，所述步驟O)的具體步驟如下2a)在N個(gè)發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道；2b)權(quán)值控制單元輸出一組波束形成權(quán)值到DBF單元，波束形成權(quán)值將待測(cè)通道權(quán)值 設(shè)置為1，其余N-I個(gè)通道的權(quán)值設(shè)置為0 ；2c)將校正信號(hào)輸入到DBF單元，DBF單元將接收到的校正信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理與波束形成 權(quán)值相乘得到N路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，經(jīng)上變頻得到N路中頻模擬實(shí)信號(hào)送給發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī) 輸出的N路射頻信號(hào)通過天線發(fā)射，DBF單元將步驟2a)中所選取的待測(cè)通道的基帶數(shù)字 復(fù)信號(hào)送給校正計(jì)算單元作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；2d)接收處理單元將接收到的一路射頻信號(hào)經(jīng)預(yù)處理得到一路基帶數(shù)字復(fù)信號(hào)，送給 校正計(jì)算單元作為待測(cè)信號(hào)；2e)校正計(jì)算單元提取所接收到的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和待測(cè)信號(hào)的特性參數(shù)，比較得到待測(cè)通 道的系統(tǒng)校正系數(shù)；2f)判斷是否測(cè)完所有發(fā)射通道，如果是，存儲(chǔ)所有發(fā)射通道系統(tǒng)校正系數(shù)，結(jié)束操作； 否則，在除已測(cè)通道之外的發(fā)射通道中任選一個(gè)作為待測(cè)通道，并重復(fù)步驟2b)、2c)、2d)、 2e)、2f)。
全文摘要
一種用于發(fā)射數(shù)字波束形成技術(shù)的發(fā)射通道誤差校正系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括發(fā)射通道、權(quán)值控制單元、數(shù)字波束形成單元、合成單元、矢網(wǎng)分析儀、接收處理單元、校正計(jì)算單元和存儲(chǔ)單元。本發(fā)明的方法包括1.獲取內(nèi)校正系數(shù)、系統(tǒng)校正系數(shù)、外校正系數(shù)；2.判斷是否需要更新校正系數(shù)，如果是，轉(zhuǎn)步驟3；否則，轉(zhuǎn)步驟5；3.更新內(nèi)校正系數(shù)；4.更新系統(tǒng)校正系數(shù)；5.校正發(fā)射通道；6.判斷是否停止校正，如果是，則結(jié)束校正；否則，轉(zhuǎn)步驟2。本發(fā)明的方法大量簡(jiǎn)化計(jì)算量，減少設(shè)備的使用；充分利用發(fā)射數(shù)字多波束形成技術(shù)中的波束形成權(quán)值，靈活控制發(fā)射通道的輸出，保證各發(fā)射通道中校正信號(hào)特性參數(shù)的一致性，更有效地形成期望波束。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102136860SQ20111005822
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者宮延云, 廖桂生, 張明明, 曾操, 朱圣棋, 柳葉, 王青, 陶海紅 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)