CN106256044B - 一种相控阵校准方法及相控阵校准电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种相控阵校准方法及相控阵校准电路，涉及通信领域，所述相控阵校准电路包括：信号获得模块、选择器、相位差模块以及主信号模块。选择器，用于导通所述信号获得模块与所述主信号模块；信号获得模块，用于在选择器导通信号获得模块与主信号模块之后，根据初始信号获得第一信号；选择器还用于，导通相位差模块、信号获得模块以及主信号模块；信号获得模块还用于，在选择器导通相位差模块、信号获得模块与主信号获得模块之后，根据初始信号获得第二信号，以便根据第一信号的相位信息和幅度信息以及第二信号的相位信息和幅度信息，获得相控阵通道的相位误差以及幅度误差。

Description

一种相控阵校准方法及相控阵校准电路

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种相控阵校准方法及相控阵校准电路。

背景技术

由于环境温度、元器件老化等因素的影响，相控阵***中信号的相位和幅度，会产生误差，进而导致信号波束方向改变，天线增益降低等。因此需要对相控阵进行校准，即对***中信号的相位和幅度进行校准。

现有技术中存在一种相控阵校准方法，可以对相控阵***中收发机的信号的相位和幅度进行校准，但电路复杂，成本很高。

发明内容

本发明的实施例提供一种相控阵校准方法及相控阵校准电路，电路结构简单，且成本较低。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面、公开了一种相控阵校准电路，包括：信号获得模块、选择器、相位差模块以及主信号模块，

所述选择器，用于导通所述信号获得模块与所述主信号模块；

所述信号获得模块，用于在所述选择器导通所述信号获得模块与主信号之后，根据初始信号获得第一信号；

所述选择器还用于，导通所述相位差模块、所述信号获得模块以及所述主信号模块；

所述信号获得模块还用于，在所述选择器导通所述相位差模块、所述信号获得模块与所述主信号获得模块之后，根据所述初始信号获得第二信号，以便根据所述第一信号的相位信息和幅度信息以及所述第二信号的相位信息和幅度信息，获得所述主信号模块中相控阵通道的相位误差以及幅度误差。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述主信号模块包括：所述相控阵、耦合器以及射频前端，所述信号获得模块包括：参量放大器、检波器、处理器、控制器、信号发生器、功分器以及倍频器，

所述信号发生器包括信号输出端，所述信号输出端与所述功分器的输入端相连；

所述功分器包括输入端、第一输出端和和第二输出端；其中，所述第一输出端与所述倍频器的输入端相连；

所述参量放大器包括第一输入端、第二输入端和输出端；其中，所述第一输入端与所述倍频器的输出端相连，所述输出端与所述检波器的输入端相连；

所述处理器的输入端与所述检波器的输出端相连，所述处理器的输出端与所述控制器的输入端相连，所述控制器的输出端与所述相控阵相连；

所述相控阵与所述耦合器的输入端相连，所述耦合器的输出端与所述射频前端的输入端相连，所述射频前端的输出端为所述主信号模块的输出端。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为移相器，

所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，其中，所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述移相器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述移相器的输出端与所述功分器的第二输出端相连。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为时延器，

所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，其中，所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述时延器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述移相器的输出端与所述时延器的第二输出端相连。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括移相器和第二单刀双掷开关，

所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述相控阵相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述移相器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；

所述移相器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括时延器和第二单刀双掷开关，

所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述相控阵相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述时延器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；

所述时延器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

第二方面，公开了一种相控阵校准方法，用于利用参量放大器实现相控阵校准的电路，所述参量放大器的增益增量唯一对应两个增益值、两个相位值，包括：

利用初始信号获得第一信号，记录所述第一信号的第一相位信息和第一幅度信息；

对所述初始信号设置移相后获得第二信号，记录所述第二信号的第一相位信息和第一幅度信息；

比较所述第一信号的幅度信息和所述第二信号的幅度信息，获得增益增量，根据所述增益增量获得所述第一信号的原始相位信息与原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息与原始幅度信息；

将所述第一信号与所述第二信号中任一个作为参考信号，根据所述参考信号的第一相位信息与其原始相位信息，获得所述相控阵通道的相位误差；根据所述参考信号的第一幅度信息与其原始幅度信息，获得所述相控阵通道的幅度误差。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括，

根据所述相控阵通道的相位误差以及所述相控阵通道的幅度误差输出校准信号，对主路信号的相位和幅度进行校准。

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述利用初始信号获得第一信号，包括：

利用初始信号获得第一子信号和第二子信号，所述第一子信号与所述第二子信号的功率和等于所述初始信号的功率；

对所述第一子信号倍频处理后获得第三子信号，所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样获得第四子信号，将所述第三子信号与所述第四子信号作为参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第一信号。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述对所述初始信号设置移相后获得第二信号包括：

所述第二子信号设置时延后进入所述相控阵通道，对所述相控阵通道的输出信号取样获得第五子信号；

将所述第三子信号和所述第五子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述对所述初始信号设置移相后获得第二信号包括：

所述第二子信号设置移相后进入所述相控阵通道，对所述相控阵通道的输出信号取样获得第五子信号；

将所述第三子信号和所述第五子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样，对取样后获得的信号设置时延获得第七子信号；

将所述第三子信号和所述第七子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样，对取样后获得的信号设置移相获得第八子信号；

将所述第三子信号和所述第八子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

本发明提供的相控阵校准方法及相控阵校准电路，可以应用于大规模相控阵的校准中，基于参量放大器来实现对相控阵幅度误差和相位误差的提取，进而对主路信号进行较为准确的校准恢复，与现有技术中的校准电路相比，本发明提供的校准电路降低了电路的复杂程度，简单易实现，且成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的相控阵校准电路的结构框图；

图2为本发明实施例1提供的信号获得模块的电路组成示意图；

图3为本发明实施例1提供的主信号模块的电路组成示意图；

图4为本发明实施例1提供的第一种相控阵校准电路；

图5为本发明实施例1提供的第二种相控阵校准电路；

图6为本发明实施例1提供的第三种相控阵校准电路；

图7为本发明实施例1提供的第四种相控阵校准电路；

图8为本发明实施2提供的相控阵校准方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供了一种相控阵校准电路，如图1所示，所述相控阵电路包括：信号获得模块101、选择器102、相位差模块103以及主信号模块104。

所述选择器102，用于导通所述信号获得模块101与所述主信号模块104。

所述信号获得模块101，用于在所述选择器102导通所述信号获得模块101与主信号模块104之后，根据初始信号获得第一信号。

所述选择器102还用于，导通所述相位差模块103、所述信号获得模块101以及所述主信号模块104。

所述信号获得模块101，用于在所述选择器102导通所述相位差模块103、所述信号获得模块101与所述主信号模块104之后，根据所述初始信号获得第二信号，以便根据所述第一信号的相位信息和幅度信息以及所述第二信号的相位信息和幅度信息，获得所述主信号模块中相控阵通道的相位误差以及幅度误差。

这里，需要说明的是，所述相位差模块103、所述信号获得模块与所述主信号模块104之间通过所述选择器102连通，因此当所述选择器102选择导通所述信号获得模块101与所述主信号模块104时，所述相控阵校准电路中只有所述信号获得模块101与所述主信号模块 104处于工作状态。只有当所述选择器102选择导通所述相位差模块103、所述信号获得模块101与所述主信号模块104时，所述相控阵校准电路中所述信号获得模块101、所述相位差模块103与所述主信号模块104均处于工作状态，为校准电路的校准态。

如图2所示，所述信号获得模块包括：参量放大器、检波器、处理器、控制器、信号发生器、功分器以及倍频器。其中，各器件的连接方式如下：所述信号发生器包括信号输出端，所述信号输出端与所述功分器的输入端相连；所述功分器包括输入端、第一输出端和和第二输出端；其中，所述第一输出端与所述倍频器的输入端相连；所述参量放大器包括第一输入端、第二输入端和输出端；其中，所述第一输入端与所述倍频器的输出端相连，所述输出端与所述检波器的输入端相连；所述处理器的输入端与所述检波器的输出端相连，所述处理器的输出端与所述控制器的输入端相连，所述控制器的输出端与所述相控阵相连。

如图3所示，所述主信号模块包括：所述相控阵、耦合器以及射频前端。其中，各器件的连接方式如下：所述相控阵与所述耦合器的输入端相连，所述耦合器的输出端与所述射频前端的输入端相连，所述射频前端的输出端为所述主信号模块104的输出端。

需要说明的是，所述参量放大器的增益不固定，由两个输入信号之间的相位来调节。在参量放大器的增益增量(即两次放大的增益的差值)唯一对应两个增益。所述检波器用于提取输入信号的幅度强度，从幅度波中恢复出信号。处理器用来处理校准信号的，控制器用来控制相控阵的移相器来校准通道幅相误差。所述信号发生器用于产生初始信号。所述功分器用于将输入信号分成两路或多路输出功率相等或不相等的输出信号，所有输出信号的功率之和等于输入信号的功率。所述倍频器用于加倍输入信号的频率，使输出信号频率等于输入信号频率整数倍。

如图4所示，为本发明实施例提供的相控阵校准电路的第一种实现电路。其中，所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为移相器。所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，所述移相器包括输入端与输出端。与所述信号获得模块的连接方式如图，可以描述为：所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述移相器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；所述移相器的输出端与所述功分器的第二输出端相连。所述单刀双掷开关的固定端与第二引脚连接。

当单刀三掷开关掷向第一引脚时，所述相控阵电路处于工作状态，即仅接通了电路中的主信号模块。由于环境温度、器件老化等原因，相控阵记录的主路信号的相位信息和幅度信息存在一定误差。因此，需要对相控阵进行校准。将单刀三掷开关掷向第四引脚，就导通了信号获得模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵后进入耦合器之后再进入参量放大器。这里由于受相控阵误差的影响，从耦合器出来的信号的相位会发生偏移。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器、控制器，最后在处理器、控制器的输出端获得两个信号，其中一个信号是幅度信号，一个信号是相位信号。这里，信号经过处理器时，处理器会记录信号的增益以及信号的幅度信息。这样，就获得了第一信号的第一相位信息和第一幅度信息，即第一信号受相控阵通道误差影响发生偏移的相位信息。另外，幅度信号进入相控阵相应的幅度信息提取模块，相位信号进入相控阵相应的相位信息提取模块。这样，相控阵就可以实现对信号的相位信息和幅度信息的提取。将单刀三掷开关掷向第三引脚，就导通了信号获得模块、相位差模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过移相器后进入相控阵之后再进入耦合器最后进入参量放大器。这里，由于受相控阵误差的影响，从耦合器出来的信号的相位会发生偏移。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器的输出端获得两个信号，其中一个信号是幅度信号，一个信号是相位信号。这里，信号经过处理器时，处理器会记录信号的增益以及信号的幅度信息。这样，就获得了第二信号的第一相位信息和第一幅度信息，即第二信号受相控阵通道误差影响发生偏移的相位信息。这样，由于处理器中记录有第一信号和第二信号对应的链路增益，即幅度信息。根据第一信号的幅度信息以及第二信号的幅度信息就可以获得增益增量，在查找处理器中该增益增量对应的表项，就可以获得第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。就可以根据第一信号的第一相位信息和第一信号的原始相位信息，获得相控阵通道的相位误差。根据第一信号的第一幅度信息和第一信号的原始幅度信息计算获得相控阵通道的幅度误差。最后，就可以利用相位误差和幅度误差来调整主路信号的相位和幅度。

如图5所示，为本发明实施例提供的相控阵校准电路的第二种实现电路。所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为时延器。所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，所述时延器包括输入端与输出端。与所述信号获得模块的连接方式如图，可以描述为：所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述时延器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；所述时延器的输出端与所述功分器的第二输出端相连。所述单刀双掷开关的固定端与第二引脚连接。

当单刀三掷开关掷向第一引脚时，所述相控阵电路处于工作状态，即仅接通了电路中的主信号模块。当主路信号经过相控阵时，相控阵就会记录主路信号的相位信息和幅度信息。由于环境温度、器件老化等原因，相控阵记录的主路信号的相位信息和幅度信息存在一定误差。因此，需要对相控阵进行校准。将单刀三掷开关掷向第三引脚，就导通了信号获得模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵后进入耦合器之后再进入参量放大器。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，这里，信号经过处理器时，处理器会记录信号的增益以及信号的幅度信息。这样，就获得了第一信号的第一相位信息和第一幅度信息，即第一信号受相控阵通道误差影响发生偏移的相位信息。最后在控制器的输出端获得两个信号，其中一个信号是幅度信号，一个信号是相位信号。幅度信号进入相控阵相应的幅度信息提取模块，相位信号进入相控阵相应的相位信息提取模块。将单刀三掷开关掷向第四引脚，就导通了信号获得模块、相位差模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过时延器后进入相控阵之后再进入耦合器最后进入参量放大器，这路信号由于受相控阵通道的误差影响会发生相位偏移。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器/处理器的输出端获得两路信号，其中一路信号是幅度信号，一路信号是相位信号。这里，信号经过处理器时，处理器会记录信号的增益以及信号的幅度信息。这样，就获得了第二信号的第一相位信息和第一幅度信息，即第二信号受相控阵通道误差影响发生偏移的相位信息。

这样，由于处理器中记录有第一信号和第二信号对应的链路增益，即幅度信息。根据第一信号的幅度信息以及第二信号的幅度信息就可以获得增益增量，在查找处理器中该增益增量对应的表项，就可以第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。就可以根据第一信号的第一相位信息和第一信号的原始相位信息，获得相控阵通道的相位误差。根据第一信号的第一幅度信息和第一信号的原始幅度信息计算获得相控阵通道的幅度误差。最后，就可以利用相位误差和幅度误差来调整主路信号的相位和幅度。

如图6所示，为本发明实施例提供的相控阵校准电路的第三种实现电路。所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括移相器和第二单刀双掷开关，主信号模块、所述信号获得模块与所述相位差模块的连接方式如图，可以描述为：所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第一单刀双掷开关的第二引脚与所述相控阵的输入端相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述移相器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；所述移相器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

当第一单刀双掷开关掷向第一引脚时，所述相控阵电路处于工作状态，即接通了主信号模块。当主路信号经过相控阵时，相控阵就会记录主路信号的相位信息和幅度信息。由于环境温度、器件老化等原因，相控阵记录的主路信号的相位信息和幅度信息存在一定误差。因此，需要对相控阵进行校准。将第一单刀双掷开关掷向第一引脚且第二单刀双掷开关掷向第三引脚，就导通了信号获得模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵后进入耦合器之后再进入参量放大器。信号经过相控阵时，由于相控阵通道的误差影响，信号会发生相位偏移。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器的输出端获得一个相位信号，一个幅度信号。这里，处理器会记录第一信号的第一幅度信息和第一相位信息。将第一单刀双掷开关掷向第三引脚且第二单刀双掷开关掷向第二引脚，就导通了主信号模块、信号获得模块与相位差模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵、耦合器之后经过移相器最后进入参量放大器。同样，信号也会受相控阵通道误差的影响发生同样的相位偏移。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器的输出端获得两路信号。处理器会记录第二信号的第一相位信息和第一幅度信息。

这样，由于处理器中记录有第一信号和第二信号对应的链路增益，即幅度信息。根据第一信号的幅度信息以及第二信号的幅度信息就可以获得增益增量，在查找处理器中该增益增量对应的表项，就可以第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。就可以根据第一信号的第一相位信息和第一信号的原始相位信息，获得相控阵通道的相位误差。根据第一信号的第一幅度信息和第一信号的原始幅度信息计算获得相控阵通道的幅度误差。最后，就可以利用相位误差和幅度误差来调整主路信号的相位和幅度。

如图7所示，为本发明实施例提供的相控阵校准电路的第四种实现电路。所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括时延器和第二单刀双掷开关。主信号模块、所述信号获得模块与所述相位差模块的连接方式如图，可以描述为：所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述时延器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；所述时延器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

当第一单刀双掷开关掷向第一引脚时，所述相控阵电路处于工作状态，即接通了主信号模块。当主路信号经过相控阵时，相控阵就会记录主路信号的相位信息和幅度信息。由于环境温度、器件老化等原因，相控阵记录的主路信号的相位信息和幅度信息存在一定误差。因此，需要对相控阵进行校准。将第一单刀双掷开关掷向第一引脚且第二单刀双掷开关掷向第三引脚，就导通了信号获得模块与主信号模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵后进入耦合器之后再进入参量放大器。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器的输出端获得两个信号，其中一个信号是幅度信号，一个信号是相位信号。另外，处理器会记录第一信号的第一相位信息和第一幅度信息。幅度信号进入相控阵相应的幅度信息提取模块，相位信号进入相控阵相应的相位信息提取模块。将第一单刀双掷开关掷向第三引脚且第二单刀双掷开关掷向第二引脚，就导通了信号获得模块与相位差模块。初始信号经过功分器分为两路信号，一路经过倍频器后进入参量放大器，另一路经过相控阵、耦合器之后经过时延器最后进入参量放大器。信号从参量放大器输出后相继进入检波器、处理器以及控制器，最后在控制器的输出端获得两个信号。同样，处理器也记录了第二信号的第一相位信息和第一幅度信息。

这样，由于处理器中记录有第一信号和第二信号对应的链路增益，即幅度信息。根据第一信号的幅度信息以及第二信号的幅度信息就可以获得增益增量，在查找处理器中该增益增量对应的表项，就可以第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。就可以根据第一信号的第一相位信息和第一信号的原始相位信息，获得相控阵通道的相位误差。根据第一信号的第一幅度信息和第一信号的原始幅度信息计算获得相控阵通道的幅度误差。最后，就可以利用相位误差和幅度误差来调整主路信号的相位和幅度。

本发明提供的相控阵校准电路，可以应用于大规模相控阵的校准中，基于参量放大器来实现对相控阵幅度误差和相位误差的提取，进而对主路信号进行较为准确的校准恢复，与现有技术中的校准电路相比，本发明提供的校准电路降低了电路的复杂程度，简单易实现，且成本较低。

实施例2：

本发明实施例提供了一种相控阵校准方法，如图8所示，包括以下步骤：

801、利用初始信号获得第一信号，记录所述第一信号的第一相位和第一幅度信息。

本发明是基于参量放大器实现对相控阵误差的提取，这是由于参量放大器的增益增量(即两个信号的增益差)唯一对应两个增益值，而这两个增益值又各自对应一个相位信息。另外，利用电路中的处理器来记录第一信号的第一相位信息和第一幅度信息，即信号经过相控阵之后发生相位偏移之后的相位信息。具体实现中，利用初始信号获得第一子信号和第二子信号；所述第一子信号与所述第二子信号的功率和等于所述初始信号的功率。对所述第一子信号倍频处理后获得第三子信号，所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样获得第四子信号，将所述第三子信号与所述第四子信号作为参量放大器的输入；对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第一信号。参量放大器的输出信号会经过处理器，处理器就可以记录第一信号的第一相位信息和第一幅度信息。

802、对所述初始信号设置相位差后获得第二信号，记录所述第二信号的第一相位信息和第一幅度信息。

在利用初始信号获得第二信号时除了参量放大器之外，还采用了移相器(时延器)。具体实现中，利用初始信号获得所述第一子信号和所述第二子信号；所述第一子信号频率加倍后获得所述第三子信号，对所述第二子信号设置移相(或时延)后取样获得第五子信号。将所述第三子信号和所述第五子信号作为所述参量放大器的输入。对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

除此之外，本发明还提供另外一种获得第二信号的方法，具体实现中，利用初始信号获得所述第一子信号和所述第二子信号。对所述第一子信号频率加倍后获得所述第三子信号，对所述第二子信号设置移相(或时延)后取样获得第七子信号。将所述第三子信号和所述第七子信号作为所述参量放大器的输入。对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

803、比较所述第一信号的幅度信息和所述第二信号的幅度信息，获得增益增量，根据所述增益增量获得所述第一信号的原始相位信息与原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息与原始幅度信息。

这里，由于参量放大器的特殊属性，一个增益增量唯一对应两个增益值，且这两个增益值各自对应一个相位信息。因此根据第一信号和第二信号的增益增量(第一信号和第二信号的第一幅度信息的差值)，就可以查找处理器中与所述增益增量对应的表项，获得第一信号的原始相位信息和原始幅度信息，第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。

804、将所述第一信号与所述第二信号中任一个作为参考信号，根据所述参考信号的第一相位信息与其原始相位信息，获得所述相控阵通道的相位误差；根据所述参考信号的第一幅度信息与其原始幅度信息，获得所述相控阵通道的幅度误差。

这里，可以选取第一信号或第二信号中的一个来计算获得相控阵通道的相位误差和幅度误差。只需要对照相应的原始相位信息或幅度信息来计算就可以获得准确的相控阵的误差。另外，根据所述相控阵通道的相位误差以及所述相控阵通道的幅度误差输出校准信号，对所述主路信号的相位和幅度进行校准。

本发明提供的相控阵校准方法，可以应用于大规模相控阵的校准中，基于参量放大器来实现对相控阵幅度误差和相位误差的提取，进而对主路信号进行较为准确的校准恢复，与现有技术中的校准方法相比，本发明提供的校准方法降低了电路的复杂程度，简单易实现，且成本较低。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种相控阵校准电路，其特征在于，包括：信号获得模块、选择器、相位差模块以及主信号模块，

所述选择器，用于通过单刀三掷或单刀双掷开关导通所述信号获得模块与所述主信号模块；

所述信号获得模块，用于在所述选择器通过单刀三掷或单刀双掷开关导通所述信号获得模块与所述主信号模块之后，根据初始信号获得第一信号；所述第一信号包括第一信号的第一相位信息和第一幅度信息；

所述选择器还用于，通过单刀三掷或单刀双掷开关导通所述相位差模块、所述信号获得模块以及所述主信号模块；

所述信号获得模块还用于，在所述选择器通过单刀三掷或单刀双掷开关导通所述相位差模块、所述信号获得模块与所述主信号获得模块之后，根据所述初始信号获得第二信号，所述第二信号包括第二信号的第一相位信息和第一幅度信息；以便根据所述第一信号的第一相位信息和第一幅度信息以及所述第二信号的第一相位信息和第一幅度信息，获得所述主信号模块中相控阵通道的相位误差以及幅度误差；

其中，所述主信号模块包括：相控阵、耦合器以及射频前端；所述信号获得模块包括：参量放大器、检波器、处理器、控制器、信号发生器、功分器以及倍频器；

所述信号发生器包括信号输出端，所述信号输出端与所述功分器的输入端相连；

所述功分器包括输入端、第一输出端和第二输出端；其中，所述第一输出端与所述倍频器的输入端相连；所述第二输出端与单刀双掷开关相连；或所述第二输出端与单刀三掷开关和相位差模块相连；

所述参量放大器包括第一输入端、第二输入端和输出端；其中，所述第一输入端与所述倍频器的输出端相连，所述输出端与所述检波器的输入端相连；所述第二输入端与耦合器的输出端相连；或所述第二输入端与相位差模块相连；

所述处理器的输入端与所述检波器的输出端相连，所述处理器的输出端与所述控制器的输入端相连，所述控制器的输出端与所述相控阵相连；

所述相控阵的输出端与所述耦合器的输入端相连，所述耦合器的输出端与所述射频前端的输入端相连，所述射频前端的输出端为所述主信号模块的输出端；

其中，所述根据所述第一信号的第一相位信息和第一幅度信息以及所述第二信号的第一相位信息和第一幅度信息，获得所述主信号模块中相控阵通道的相位误差以及幅度误差，包括：

根据所述第一信号的第一幅度信息和所述第二信号的第一幅度信息获得增益增量；查找所述处理器中所述增益增量对应的表项获得所述第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息和原始幅度信息；将所述第一信号与所述第二信号中任一个作为参考信号，根据所述参考信号的第一相位信息与其原始相位信息，获得所述相控阵通道的相位误差；根据所述参考信号的第一幅度信息与其原始幅度信息，获得所述相控阵通道的幅度误差。

2.根据权利要求1所述的相控阵校准电路，其特征在于，所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为移相器，

所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，其中，所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述移相器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述移相器的输出端与所述功分器的第二输出端相连；

所述参量放大器的第二输入端与耦合器的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的相控阵校准电路，其特征在于，所述选择器为单刀三掷开关，所述相位差模块为时延器，

所述单刀三掷开关包括第一引脚、第二引脚、第三引脚以及第四引脚，其中，所述第一引脚与射频输入端相连，所述第二引脚与所述相控阵相连，所述第三引脚与所述时延器的输入端相连，所述第四引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述时延器的输出端与所述功分器的第二输出端相连；

所述参量放大器的第二输入端与耦合器的输出端相连。

4.根据权利要求1所述的相控阵校准电路，其特征在于，所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括移相器和第二单刀双掷开关，

所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第一单刀双掷开关的第二引脚与所述相控阵相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述移相器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；

所述移相器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

5.根据权利要求1所述的相控阵校准电路，其特征在于，所述选择器为第一单刀双掷开关，所述相位差模块包括时延器和第二单刀双掷开关，

所述第一单刀双掷开关的第一引脚与射频输入端相连，所述第一单刀双掷开关的第二引脚与所述相控阵相连，所述第一单刀双掷开关的第三引脚与所述功分器的第二输出端相连；

所述第二单刀双掷开关的第一引脚与所述耦合器相连，所述第二单刀双掷开关的第二引脚与所述时延器相连，所述第二单刀双掷开关的第三引脚与所述参量放大器的第二输入端相连；

所述时延器的输出端与所述参量放大器的第二输入端相连。

6.一种相控阵校准方法，用于利用参量放大器实现相控阵校准的电路，所述参量放大器的增益增量唯一对应两个增益值、两个相位值，其特征在于，包括：

在所述相控阵校准的电路的选择器通过单刀三掷或单刀双掷开关导通信号获得模块与主信号模块之后，利用初始信号获得第一信号，记录所述第一信号的第一相位信息和第一幅度信息；

在所述选择器通过单刀三掷或单刀双掷开关导通相位差模块、所述信号获得模块与所述主信号获得模块之后，对所述初始信号设置相位差后获得第二信号，记录所述第二信号的第一相位信息和第一幅度信息；

比较所述第一信号的第一幅度信息和所述第二信号的第一幅度信息，获得增益增量，根据所述增益增量获得所述第一信号的原始相位信息与原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息与原始幅度信息；

将所述第一信号与所述第二信号中任一个作为参考信号，根据所述参考信号的第一相位信息与其原始相位信息，获得所述相控阵通道的相位误差；根据所述参考信号的第一幅度信息与其原始幅度信息，获得所述相控阵通道的幅度误差；

其中，所述根据所述增益增量获得所述第一信号的原始相位信息与原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息与原始幅度信息，包括：

查找处理器中所述增益增量对应的表项获得所述第一信号的原始相位信息和原始幅度信息、所述第二信号的原始相位信息和原始幅度信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，

根据所述相控阵通道的相位误差以及所述相控阵通道的幅度误差输出校准信号，对主路信号的相位和幅度进行校准。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用初始信号获得第一信号，包括：

利用初始信号获得第一子信号和第二子信号，所述第一子信号与所述第二子信号的功率和等于所述初始信号的功率；

对所述第一子信号倍频处理后获得第三子信号，所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样获得第四子信号，将所述第三子信号与所述第四子信号作为参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第一信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号设置时延后进入所述相控阵通道，对所述相控阵通道的输出信号取样获得第五子信号；

将所述第三子信号和所述第五子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号设置移相后进入所述相控阵通道，对所述相控阵通道的输出信号取样获得第五子信号；

将所述第三子信号和所述第五子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样，对取样后获得的信号设置时延获得第七子信号；

将所述第三子信号和所述第七子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述初始信号设置相位差后获得第二信号包括：

所述第二子信号进入所述相控阵通道后取样，对取样后获得的信号设置移相获得第八子信号；

将所述第三子信号和所述第八子信号作为所述参量放大器的输入；

对所述参量放大器的输出信号作幅度强度提取处理，将获得的信号作为所述第二信号。