相控阵天线的校准方法、装置、设备、介质及系统

1.本发明涉及相控阵天线技术领域，尤其涉及一种相控阵天线的校准方法、装置、设备、介质及系统。


背景技术：

2.相控阵天线指的是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线，控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到束波扫描的目的。相比于以往用机械方法旋转天线，相控阵天线具有惯性小，速度快，波束扫描速度高，天线方向图最大值指向或其他参数变化迅速的优点。
3.现有技术中，主要通过近场扫描测量方法或换相校准法进行相控阵天线的校准。其中，近场扫描测量方法通过利用探头对天线表面进行机械扫描，通过矢量网络分析仪(vna，vector network analyzer)测得天线单个通道在其他通道开路时的幅值和相位，并通过近场测量数据的逆傅里叶变换重建天线或阵列孔径场分布。另一方面，换相校准法通过对单元相位的切换以及信号变化规律的测量，可以实现单元通道相位幅差异的解算。
4.发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：一方面，近场扫描测量方法由于忽略了通道间的耦合，导致其测量结果随天线通道数目增加而表现出较低的精度和效率；另一方面，通过换相校准法得到的相位幅差异的解算的矩阵方程是奇异的，导致其求解计算过程十分复杂。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种相控阵天线的校准方法、装置、设备、介质及系统，以简单、准确的实现相控阵天线的幅相校准。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种相控阵天线的校准方法，该方法包括：
7.在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道；
8.控制当前处理天线通道进行目标次数的平均移相处理，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号；
9.返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量；
10.根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种相控阵天线的校准装置，该装置包括：
12.当前处理天线通道获取模块，用于在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道；
13.复传输信号测量模块，用于控制当前处理天线通道进行目标次数的平均移相处理，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号；
14.重复执行模块，用于返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道
的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量；
15.校准控制模块，用于根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
16.第三方面，本实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
17.至少一个处理器；以及
18.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
19.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的相控阵天线的校准方法。
20.第四方面，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的相控阵天线的校准方法。
21.第五方面，本实施例提供了一种相控阵天线的校准系统，该系统包括：
22.待测的相控阵天线、中控设备、探头、运动控制组件以及矢量网络分析仪；
23.所述中控设备分别与待测的相控阵天线中的各天线通道、所述探头以及运动控制组件相连，所述探头和所述相控阵天线还与所述矢量网络分析仪相连，所述探头设置于所述运动控制组件之上；
24.所述运动控制组件，用于响应于所述中控设备的运动控制指令，带动所述探头对准不同的天线通道，以实现对复传输信号的测量。
25.所述中控设备，用于执行如本发明实施例中任一项所述的方法；
26.所述矢量网络分析仪，用于对测量的复传输信号进行记录及可视化显示。
27.本发明实施例的技术方案，通过选定当前处理天线通道，对当前处理天线通道与探头之间的复传输信号进行测量，并返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量，最后根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准，解决了现有技术中测量结果精度低以及求解计算过程十分复杂问题，实现了相控阵天线的高精度快速校准。
28.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是根据本发明实施例一提供的一种相控阵天线的校准方法的流程图；
31.图2a是根据本发明实施例二提供的一种相控阵天线的校准方法的流程图；
32.图2b是根据本发明实施例二所提供的方法得到的喇叭天线接收信号实测值的示
意图；
33.图2c是根据本发明实施例二所提供的方法得到的远场方向图的示意图；
34.图3是根据本发明实施例三提供的一种相控阵天线的校准装置的结构示意图；
35.图4是根据本发明实施例四提供的一种可以用来实施本发明的实施例的电子设备的结构示意图。
36.图5是根据本发明实施例五提供的一种相控阵天线的校准系统的结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
38.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.实施例一
40.图1为本发明实施例一提供了一种相控阵天线的校准方法的流程图，本实施例可适用于对相控阵天线进行初始相位校验的情况，该方法可以由相控阵天线的校准装置来执行，该相控阵天线的校准装置可以采用硬件和 /或软件的形式实现，该相控阵天线的校准装置可配置于搭载相控阵天线校准功能的终端或服务器中。如图1所示，该方法包括：
41.s110、在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道。
42.在本实施例中，在进行相控阵天线的校准时，首先将相控阵天线与探头分别与矢量网络分析仪相连。
43.在进行相控阵天线的发射信号测量时，需要将相控阵天线设置为发射状态，并将矢量网络分析仪的发射端与相控阵天线相连，矢量网络分析仪的接收端与探头相连。进而，矢量网络分析仪可以根据发射和接收回来的信号才能对比出相位差。
44.相类似的，在进行相控阵天线的接收信号测量时，需要将相控阵天线设置为接收状态，并将矢量网络分析仪的接收端与相控阵天线相连，矢量网络分析仪的发射端与探头相连。进而，矢量网络分析仪可以根据发射和接收回来的信号才能对比出相位差。
45.其中，所述待测的相控阵天线为包含多个天线通道的，通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。
46.进一步的，待测的相控阵天线中获取的当前处理天线通道为所述待测的相控阵天线包含多个天线通道的任意一个未被测量过的通道，该当前处理天线通道可以理解为当前需要进行发射信号或者接收信号测量的天线通道。其中，当某一个天线通道被确定为当前
处理天线通道时，需要将探头指向该当前处理天线通道进行天线收发信号的测量，并相应抑制其他天线通道所发射信号或者所接收信号的功率，以保证测试效果。
47.在本实施例的一个可选的实施方式中，在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道之后，还可以包括：
48.控制当前处理天线通道正常开启；
49.控制相控阵天线中其他天线通道开启，且均设置目标功率衰减值。
50.其中，所述目标功率衰减值可以用于在进行发射信号测量时，控制天线通道的信号发射端相对于原始发射信号所减少的量值，也可以用于在进行接收信号测量时，控制天线通道的信号接收端相对于原始接收信号所减少的量值，可以用倍数或分贝数表示。
51.进一步的，通过设置相控阵天线中其他天线通道的目标功率衰减值可以衰减待测的相控阵天线中非当前处理天线通道的输出功率，在保留了各个天线通道之间的相互耦合造成的影响的同时，抑制了各天线通道之间的相互影响程度，保护相控阵天线免受乱相影响。
52.在本实施例的一个具体应用场景中，假设相控阵天线包括的天线通道总数为64个，在确定当前处理天线通道为通道a后，保持通道a的接收功率与输出功率均不变，即保持通道a的正常开启，同时设置所述相控阵天线除通道a之外的其余63个天线通道的目标功率衰减值为10db。
53.在本实施例中，为了避免在校准中出现忽略通道间的耦合而造成的校准效果差的问题，采用了当前处理天线通道正常开启，其余非当前处理天线通道开启且均设置目标功率衰减值的方法，充分考虑通道间耦合的影响，进而保证本实施例方法在相控阵天线的天线通道数目增加时保持高的校准精度。
54.s120、控制当前处理天线通道进行目标次数的平均移相处理，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号。
55.其中，所述平均移相处理可以理解从0解理可以平均之间进行n次移相处理，且每次移相处理时均相对于前一次移相处理移动一个相同的单次换相偏移量。
56.在一个具体的例子中，所述探头用于接收当前处理天线通道所发射天线信号并发送至矢量网络分析仪，或者，将矢量网络分析仪生成的信号发送至当前处理天线通道进行天线接收。为了保证接收或者发射效果，该探头的位置可以随着当前处理天线通道的切换而动态调整，以保证该探头始终对准当前处理天线通道。
57.相应的，该复传输信号，可以为当前处理天线通道处于发射状态时探头接收的信号，也可以是当前天线通道处于接收状态时所接收到的信号。
58.进一步的，测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号可以为通过控制探头移动至当前处理天线通道所在的空间位置，对该空间位置下的天线信号进行自动化测试，获取当前处理天线通道在各移相状态下的复传输信号。
59.其中，当前处理天线通道在各移相状态下的复传输信号，可以理解为探头在当前天线通道的各移相状态下所接收到的复信号。
60.可选的，在本实施例中，本步骤可以具体包括：
61.根据公式：δθ＝360
°
/n，计算单次换相偏移量δθ，n为目标次数；获取当前移相值，其中，所述当前移相值初始化为0
°
；控制所述当前处理天线通道移相所述当前移相值，
并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号；根据所述单次换相偏移量δθ，更新当前移相值后，返回执行控制所述当前处理天线通道移相所述当前移相值的操作，直至测量得到n个复传输信号。
62.也即，当目标次数确定后，每次测量时使用的移相值也就被唯一确定。
63.s130、判断是否完成对相控阵天线中全部天线通道的测量：若是，执行s140；否则，返回执行s110。
64.在本实施例的一个具体应用场景中，在通道a经过本实施例方法处理并获得了其复传输信号后，进一步的，选择与通道a相异的属于本相控阵天线的另一个当前处理天线通道为通道b，取消通道b的目标功率衰减值，使其保持正常开启状态，将通道a的天线通道目标功率衰减值设置为10db，其余62个通道保持目标功率衰减值10db不变，进而可完成将当前处理天线通道由通道a调整为通道b的操作。
65.容易理解的是，当所述相控阵天线的64个天线通道均被遍历设置为当前处理天线通道并获得对应的初始幅相分布后，则所述相控阵天线的初始幅相分布测量完成。
66.在本实施例中，为了避免在校准中出现忽略通道间的耦合对当前处理天线通道影响的情况，采用了当前处理天线通道正常开启，其余非当前处理天线通道开启且均设置目标功率衰减值的方法，充分考虑通道间耦合的影响，进而保证本实施例方法在相控阵天线的天线通道数目增加时保持高的校准精度。
67.s140、根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
68.其中，每个天线通道的初始幅相分布可以理解为每个天线通道在进行校准前发射的天线信号所指向的初始方向，以及信号初始幅度值。
69.在本实施例中，在获取每个天线通道的初始幅相分布后，可以基于与每个天线通道分别对应的初始方向，将每个天线通道均调整至相同的方向上，进而可以实现对相控阵天线的校准，也即，对天线通道发射的天线信号所指向方向的校准。
70.在本实施例的一个可选的实施方式中，根据每个天线通道在各移相状态下的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，可以包括：
71.根据公式：基于快速傅里叶变换算法，计算第 m个天线通道的初始幅相分布bm；
72.其中，p
im
为第m个天线通道在第i次平均移相后与探头之间的复传输信号，n为目标次数。
73.需要说明的是，在本实施例中，通过获取每个天线通道在进行平均移相处理后各移相状态下的复传输信号，可以基于平均移相处理的数学特性，通过对上述各移相状态下的复传输信号进行简单的数据处理，便捷、准确的得到每个天线通道的初始幅相分布。
74.本发明实施例的技术方案，通过选定当前处理天线通道，测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，对当前处理天线通道所接收的复传输信号进行处理，根据处理结果计算前处理天线通道的初始幅相分布，并返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量，解决了现有技术中测量时由于忽略通道间的耦合影响或由于天线通道数目增加而导致的
相控天线校准精度低的问题，提高了相控阵天线的校准的精度，简化了计算过程，提高了控阵天线的校准的效率。
75.在上述各实施例的基础上，根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准，可以包括：
76.根据每个天线通道的初始幅相分布，获取与每个天线通道分别对应的初始相位值；分别计算每个天线通道的初始相位值与目标校准相位值之间的相位差；控制每个天线通道按照与天线通道匹配的相位差进行移相处理，以实现对相控阵天线的校准。
77.在本可选实施方式中，由于计算得到的每个天线通道的初始幅相分布均是通过一个复信号表示，通过对该复信号进行处理，可以提取出每个初始幅相分布中的初始幅度值以及初始相位值，进而，可以获取与每个天线通道分别对应的初始相位值。
78.其中，目标校准相位值可以理解为期望每个天线通道在校准后可以共同指向的相位值，目标校准相位值可以根据实际情况进行预设，例如可以为0
°
或者180
°
等，本实施例对此并不进行限制。
79.在确定出每个天线通道的初始相位值，以及该目标校准相位值之后，可以相应确定出每个天线通道想要校准至该目标校准相位值时，所需调整的相位差。例如，如果天线通道x的初始相位值为34
°
，目标校准相位值为180
°
，则与天线通道x对应所需调整的相位差为(180
°‑
34
°
)＝146
°
。
80.进而，通过控制每个天线通道按照与天线通道匹配的相位差进行移相处理，可以实现对相控阵天线中各天线通道的相位校准。
81.在本实施例的一个可选的实施方式中，目标校准相位值可以根据与每个天线通道分别对应的初始相位值进行动态化选取，以保证各天线通道在进行相位校准时，所移动的总相位最小，以提高对相控阵天线的校准效率。可选的，可以计算得到每个天线通道分别对应的初始相位值的均值，作为目标校准相位值。
82.实施例二
83.图2a为本发明实施例二提供的一种相控阵天线的校准方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。具体的，在本实施例中，将根据每个天线通道在各移相状态下的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，具体化为：根据公式：基于快速傅里叶变换算法，计算第m个天线通道的初始幅相分布bm；其中，p
im
为第m个天线通道在第i次平均移相后与探头之间的复传输信号，n为目标次数。
84.相应的，如图2a所示，该方法包括：
85.s210、在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道。
86.s220、根据公式：δθ＝360
°
/n，计算单次换相偏移量δθ。
87.其中，n为当前处理天线通道m的平均换相次数；进一步的，n可以取大于1的正整数；容易理解的是，单次换相偏移量δθ随n的增大而减小。
88.s230、获取当前移相值，控制所述当前处理天线通道移相所述当前移相值，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号。
89.其中，所述当前移相值初始化为0
°
，也即，在首次对当前处理天线通道m进行平均换相处理时，首个当前移相值取0
°
。
90.在一个具体的例子中，测量当前处理天线通道在第k次移相状态下与探头之间的复传输信号pk,包含有信号的幅度信息与相位信息；
91.进一步的，复传输信号pk与平均移相次数n的关系符合下述公式：
[0092][0093]
其中m是相控阵天线单元数量；n是平均移相次数；pk是探头在第k 次移相状态测量的复传输信号，k＝1～n；sm为当前处理天线通道的传输系数；si为其他天线通道的传输系数；am为当前处理天线通道的馈电分布； ai为其他天线通道的馈电分布。
[0094]
本领域专业人员应可知，当前通道的传输系数与当前通道的馈电分布的乘积即为当前通道的初始幅相分布，即sm·am
为当前处理天线通道m 的初始幅相分布。
[0095]
s240、判断是否测量得到n个复传输信号：若否，执行s250；否则，执行s260。
[0096]
s250、根据所述单次换相偏移量δθ，更新当前移相值后，返回执s230。
[0097]
容易理解的是，根据所述单次换相偏移量δθ，更新当前移相值后，探头所检测到的复传输信号均不同，即n个复传输信号均为不同信号
[0098]
s260、判断是否完成对相控阵天线中全部天线通道的测量；若是，执行s270；若否，执行s210。
[0099]
s270、根据每个天线通道在各移相状态下的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布。
[0100]
具体的，在本实施例中，可以根据公式：基于快速傅里叶变换算法，计算第m个天线通道的初始幅相分布bm。
[0101]
在本实施例中，可以利用phase toggle(相位切换)算法，经fft(fastfourier transform，快速傅里叶变换)加速求解，获得相控阵天线初始幅相分布。其中，所述phase toggle算法可以用于检测两段内容相同的信号之间的相对位移量。它是基于傅立叶变换的位移定理。一个平移过的函数的傅立叶变换仅仅是未平移函数的傅立叶变换与一个具有线性相位的指数因子的乘积,即空间域中的平移会造成频域中频谱的相移。进一步的，利用phase toggle算法，通过反向旋转电场矢量来合成各通道的初始幅相分布。
[0102]
如s230中所述，第m个天线通道的初始幅相分布，需要计算得到该通道下的sm·am
，直接计算该数值计算难度大，且准确率低，在本实施例中，发明人基于数据原理对该公式进行了简化，具体的：
[0103]
首先，定义物理量bm，使bm表示为：之后，将公式代入至bm的表达式中，可得到下述变形表达式：
[0104][0105]
通过进行数据推导可知：经过反向旋转电场矢量后，变形表达式的信息值在第m个天线通道上同相叠加，对应bm表达式中的部分。
[0106]
同时，由于一个复信号zt＝sr jsi可以看作是一个实信号sr与一个虚信号si的合成，且当前处理天线通道在360
°
的方向上进行平均移相处理，进而，变形表达式的信号值在除去第m个天线通道之外的其他天线通道上叠加为0，即bm表达式中的部分叠加为0。
[0107]
因此，在本实施例中，bm表达式可以简写为：
[0108]
容易理解的是，根据数学计算，部分的乘积为1，与k的取值无关，且sm为当前通道的传输系数，am为当前通道的馈电分布，即sm与 am的取值与探头在第k次移相状态测量的复传输信号无关。
[0109]
进而，bm＝(1/n)*n*(sm·am
)＝sm·am
，换句话说，如果想要计算第m个天线通道的初始幅相分布，只要求得第m个天线通道的bm即可。
[0110]
如前所述，进而，可以基于上述公式，计算得到第 m个天线通道的初始幅相分布。
[0111]
本实施例提供的方法，在保证准确率的效果上利用fft加速求解，在简化了计算方法与计算流程，节约了时间，提高了工作效率。
[0112]
s280、根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
[0113]
本发明实施例的技术方案，解决了现有技术中计算复杂，需要的参数量过多导致测量效率低，使用奇异矩阵计算初始相位导致的计算过程复杂的问题。
[0114]
在上述各实施例的基础上，在根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准之后，还可以包括：
[0115]
依次开启所述相控阵天线的各天线通道，通过获取每次天线通道开启后与探头之间的复传输信号，构建校准效果验证图像，以验证校准效果；以及，
[0116]
同时开启所述相控阵天线的各天线通道，通过探头在近场或者远场测量得到所述相控阵天线的远场方向图，以基于测量的远场方向图与预设的标准远场方向图的比对结果，验证校准效果。
[0117]
在本实施例中，在完成对相控阵天线的校准后，可以通过一项或者多项校准验证方式，对该相控阵天线的校准效果进行验证。
[0118]
在本实施例的一个具体用用场景中，设定校准一个32*32通道的相控阵天线，共包括1024个天线通道。该相控阵天线的工作频率为 24.25～27.5ghz，45
°
垂直极化，尺寸为192mm*192mm，天线通道间距为 6mm。近场探头采用矩形波导探头，测量平面与待测的天线通道相距40mm。每个天线通道进行了8次平均移相，分别为0
°
、45
°
、90
°
、135
°
、180
°
、 225
°
、270
°
、315
°
、360
°
。矢量网络分析仪记录了1024*8*2个数据，2个数据中分别包括了幅度信息和相位信息。整个校准测量过程耗时52min。
[0119]
为了验证校准效果，在相控阵天线正前方3m处放置喇叭天线接收信号，依次开启所有通道。图2b给出了待测32*32通道的相控阵天线经本实施例方法校准后，喇叭天线的接收信号值的实测值。图2b中接收信号表现出完美的同相叠加和幅相一致性。
[0120]
图2c给出了待测32*32相控阵天线通道经本发明方法校准后的远场方向图，扫描
方向在
±
60
°
内与设计值(预设的标准远场方向图)吻合较好。
[0121]
通过图2b和图2c可知，本发明实施例的方法有效地抑制了相控阵天线通道之间的相互耦合效应以及电子元件对每个通道中幅相一致性的影响。此外，在系统校准过程中扩展了通道电路的动态要求，非常适合目前相控阵天线小型化、集成化及共形化的工程应用要求。
[0122]
实施例三
[0123]
图3为本发明实施例三提供的一种相控阵天线的校准装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括：当前处理天线通道获取模块310、复发射信号测量模块320、重复执行模块330以及校准控制模块340，其中：
[0124]
当前处理天线通道获取模块310，用于在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道。
[0125]
复传输信号测量模块320，用于控制当前处理天线通道进行目标次数的平均移相处理，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号。
[0126]
重复执行模块330，用于返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量。
[0127]
校准控制模块340，用于根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
[0128]
本发明实施例的技术方案，通过选定当前处理天线通道，测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，根据处理结果计算前处理天线通道的初始幅相分布，并返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量，解决了现有技术中测量结果精度低以及求解计算过程十分复杂问题，提高了相控阵天线的校准的精度，简化了计算过程，提高了控阵天线的校准的效率。
[0129]
在上述各实施例的基础上，当前处理天线通道获取模块310可具体用于：控制当前处理天线通道正常开启；控制相控阵天线中其他天线通道开启，且均设置目标功率衰减值。
[0130]
在上述各实施例的基础上，复发射信号测量模块320可以包括：
[0131]
换相偏移量计算单元，用于根据公式：δθ＝360
°
/n，计算单次换相偏移量δθ，n为目标次数；获取当前移相值，控制当前处理天线通道移相所述当前移相值，并测量当前处理天线通道在当前移相状态下与探头之间的复传输信号。
[0132]
移相值更新单元，用于根据所述单次换相偏移量δθ，更新当前移相值后，返回执行控制所述当前处理天线通道移相所述当前移相值的操作，直至测量得到n个复传输信号。
[0133]
在上述各实施例的基础上，校准控制模块340可以包括：
[0134]
初始幅相分布计算单元，用于根据公式：基于快速傅里叶变换算法，计算第m个天线通道的初始幅相分布bm。
[0135]
初始相位值计算单元，用于根据每个天线通道的初始幅相分布，获取与每个天线通道分别对应的初始相位值。
[0136]
相位差计算单元，用于分别计算每个天线通道的初始相位值与目标校准相位值之
间的相位差。
[0137]
天线通道校准单元，用于控制每个天线通道按照与天线通道匹配的相位差进行移相处理，以实现对相控阵天线的校准。
[0138]
在上述各实施例的基础上，还可以包括：校准验证单元，用于：
[0139]
在根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准之后，依次开启所述相控阵天线的各天线通道，通过每次天线通道开启后与探头之间的复传输信号，构建校准效果验证图像，以验证校准效果；同时开启所述相控阵天线的各天线通道，通过探头在近场或者远场测量得到所述相控阵天线的远场方向图，以基于测量的远场方向图与预设的标准远场方向图的比对结果，验证校准效果。
[0140]
本发明实施例所提供的一种相控阵天线的校准装置可执行本发明任意实施例所提供的一种相控阵天线的校准方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0141]
实施例四
[0142]
图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0143]
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线 14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0144]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0145]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种相控阵天线的校准方法。
[0146]
也即，所述方法包括：
[0147]
在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道；
[0148]
控制当前处理天线通道进行目标次数的平均移相处理，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号；
[0149]
返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量；
[0150]
根据每个天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，计算每个天线通道的初始幅相分布，并根据每个天线通道的初始幅相分布对相控阵天线进行校准。
[0151]
在一些实施例中，一种相控阵天线的校准方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的一种相控阵天线的校准方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行一种相控阵天线的校准方法。
[0152]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0153]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0154]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0155]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0156]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部
件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0157]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0158]
实施例五
[0159]
图5为本发明实施例五提供的一种相控阵天线的校准系统的示意图，如图5所示，该系统包括：待测的相控阵天线510、中控设备520、探头 530、运动控制组件540以及矢量网络分析仪550；
[0160]
所述中控设备520分别与待测的相控阵天线510中的各天线通道、所述探头530以及运动控制组件540相连，所述探头530还与所述矢量网络分析仪550相连，所述探头530设置于所述运动控制组件540之上。
[0161]
所述运动控制组件540，用于响应于所述中控设备的运动控制指令，带动所述探头对准不同的天线通道进行复传输信号的测量。
[0162]
所述中控设备520，用于执行相控阵天线的校准方法；
[0163]
所述矢量网络分析仪550，用于对所述探头测量的复传输信号进行记录及可视化显示。
[0164]
可选的，所述运动控制组件540为二维坐标系形状，用于固定探头以及带动所述探头对准不同的天线通道，以实现对复传输信号的测量。
[0165]
可选的，所述探头530置于运动控制组件540之上，用于对不同的天线通道进行复传输信号的测量。
[0166]
所述中控设备520，可以用于执行相控阵天线的校准方法。
[0167]
所述矢量网络分析仪550，用于对测量的复传输信号进行可视化显示。
[0168]
本发明实施例的技术方案，通过选定当前处理天线通道，并测量当前处理天线通道在各移相状态下与探头之间的复传输信号，根据处理结果计算前处理天线通道的初始幅相分布，并返回执行在待测的相控阵天线中依次获取当前处理天线通道的操作，直至完成对相控阵天线中全部天线通道的测量，解决了现有技术中测量时由于忽略通道间的耦合影响或由于天线通道数目增加而导致的相控天线校准精度低的问题，提高了相控阵天线的校准的精度，简化了计算过程，提高了控阵天线的校准的效率。
[0169]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0170]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。