相位值： 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為a 90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為a 180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為a 270 ; 步驟6 :天線油90, ch270同時(shí)發(fā)，ChO收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線油90,油270發(fā)，ChO收，ChlSO接50 Q負(fù)載模式； 2) 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ChlSO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; (發(fā)射相位FPGA可設(shè)置，0~36(f，最小步進(jìn)0. ); 3) 0~36(f范圍內(nèi)調(diào)整ch90的發(fā)射相位，ChO接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)ch90的發(fā)射 相位為0 ; 4) 0 旋轉(zhuǎn) 18(f 得到 ch90_phal。
[0015] 步驟7 :天線油90, ch270同時(shí)發(fā)，chl80收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線油90,油270發(fā)，ChlSO收，ChO接50 Q負(fù)載模式； 2) 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ChlSO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~36(f范圍內(nèi)調(diào)整ch90的發(fā)射相位，ChlSO接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)ch90的發(fā) 射相位為0 ; 4) 0 旋轉(zhuǎn) 18(f 得到 ch90_pha2 ; f5)ch90_phal 與 ch90_pha2 取平均值得到 0 90。
[0016]步驟 8 :天線 ch90, chl80, ch270 同時(shí)發(fā)，chO 收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線ch90,chl80,ch270發(fā)，chO收模式； 2) 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~36(f范圍內(nèi)調(diào)整ChlSO的發(fā)射相位，ChO接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)ChlSO的發(fā) 射相位為M80 ; 步驟9 :天線chO, ch90, ch270同時(shí)發(fā)，chl80收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO, ch90, ch270發(fā)，chl80收模式； 2) 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~36(f范圍內(nèi)調(diào)整ChO的發(fā)射相位，ChlSO接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)ChO的發(fā)射 相位為a0 ; 4) 此時(shí)得到W ch270為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值： 設(shè)置ChO的發(fā)射相位為0 0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 90 ; 設(shè)置ChlSO的發(fā)射相位為0 180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 步驟10 :得到形成全向的chO, ch90, chl80, ch270的發(fā)射相位 1) chO,ch90,chl80,ch270 的發(fā)射相位值Wch270 為基準(zhǔn)分別為e0,e90,e180,0 ; WChO為基準(zhǔn)進(jìn)行相位變換處理，得到新的一組WChO為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值 如下： ChO的發(fā)射相位為0 ; ch90的發(fā)射相位為丫 90 = 0 90-0 0 ; ChlSO的發(fā)射相位為丫 180 = M8O-0 0 ; ch270的發(fā)射相位為丫 270 = - 0 0 ; 還有一組步驟5得到的WChO為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值： ChO的發(fā)射相位為0 ;ch90的發(fā)射相位為a90 ; chl80的發(fā)射相位為a180 ; ch270的發(fā)射相位為a270 ; 2) 形成全向時(shí)，需要的4個(gè)通道發(fā)射相位計(jì)算結(jié)果如下： ChO的發(fā)射相位為：0 0 =(T; ch90的發(fā)射相位為：目90 =a90與丫 90的平均值； ChlSO的發(fā)射相位為：0 180=Q180 ; ch270的發(fā)射相位為：0 270 =a270與丫 270的平均值；； 3)設(shè)置并保存4個(gè)通道chO~ch270的發(fā)射相位0 0，0 90，0 180，0 270,天線校準(zhǔn)結(jié) 束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.天線全向合成系統(tǒng)，其特征在于收發(fā)機(jī)包含4個(gè)發(fā)射通道和4個(gè)接受通道，分別通過(guò) 收發(fā)收發(fā)開(kāi)關(guān)接定向天線的0°天線，90°天線，180°天線，270°天線，單片機(jī)MCU與現(xiàn)場(chǎng)可 編程門(mén)陣列FPGA連接，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA的四路輸出分別依次經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器、中頻放 大器、上變頻器、功率放大器接收發(fā)收發(fā)開(kāi)關(guān)的輸入，收發(fā)收發(fā)開(kāi)關(guān)的四路輸出分別依次經(jīng) 低噪聲放大器、下變頻器、中頻放大器、A/D轉(zhuǎn)換器接現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA的四路輸入， 第1鎖相環(huán)分別接第1、2、3、4上變頻器，第2鎖相環(huán)分別接第1、2、3、4下變頻器，其特征在 于單片機(jī)MCU和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA共同完成定向天線的全向波束發(fā)射，發(fā)射相位FPGA 可設(shè)置，0~360°，最小步進(jìn)0. 25°，全向天線的幅度/相位校準(zhǔn)步驟如下： 1 :天線發(fā)射幅度校準(zhǔn) 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)分別設(shè)置為單通道發(fā)射模式； 2) 天線chO,ch90,chl80,ch270分別輪流發(fā)射，利用每個(gè)通道的發(fā)射檢波器將4個(gè)發(fā)射 通道的幅度調(diào)整一致； 2 :天線chO,chl80同時(shí)發(fā)，ch90收， 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO,chl80發(fā)，ch90收，ch270接50Ω負(fù)載模式； 2) 設(shè)置天線chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整chl80的發(fā)射相位，ch90接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)chl80的 發(fā)射相位為Θ; 4) Θ旋轉(zhuǎn) 180° 得到chl80_phal， 3 :天線chO,chl80同時(shí)發(fā)，ch270收， 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO,chl80發(fā)，ch270收，ch90接50Ω負(fù)載模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整chl80的發(fā)射相位，ch270接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)chl80的 發(fā)射相位為Θ; 4) Θ旋轉(zhuǎn) 180° 得到chl80_pha2 ; 5. chl80_phal與chl80_pha2 取平均值得到α180， 4 :天線chO,chl80,ch270 同時(shí)發(fā)，ch90 收， 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO,chl80,ch270發(fā)，ch90收模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為α180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整ch270的發(fā)射相位，ch90接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)ch270的 發(fā)射相位為α270 ; 5 :天線chO,ch90,chl80 同時(shí)發(fā)，ch270 收， 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO,ch90,chl80發(fā)，ch270收模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為α180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整ch90的發(fā)射相位，ch270接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)ch90的 發(fā)射相位為α90 ; 4) 此時(shí)得到以chO為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值： 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為α90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為α180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為α270 ; 6 :天線ch90,ch270同時(shí)發(fā)，chO收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線ch90,ch270發(fā)，chO收，chl80接50Ω負(fù)載模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整ch90的發(fā)射相位，chO接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)ch90的發(fā)射 相位為Θ; 4) Θ旋轉(zhuǎn) 180° 得到ch90_phal; 7 :天線ch90,ch270同時(shí)發(fā)，chl80收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線ch90,ch270發(fā)，chl80收，chO接50Ω負(fù)載模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整ch90的發(fā)射相位，chl80接收到最小值時(shí)，記錄此時(shí)ch90的發(fā) 射相位為Θ; 4) Θ旋轉(zhuǎn) 180° 得到ch90_pha2 ; 5. ch90_phal與ch90_pha2 取平均值得到β90 ; 8 :天線ch90,chl80,ch270 同時(shí)發(fā)，chO收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線ch90,chl80,ch270發(fā)，chO收模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為β90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整chl80的發(fā)射相位，chO接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)chl80的發(fā) 射相位為β180 ; 9 :天線chO,ch90,ch270 同時(shí)發(fā)，chl80 收 1) 收發(fā)開(kāi)關(guān)設(shè)置為天線chO,ch90,ch270發(fā)，chl80收模式； 2) 設(shè)置chO的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為β90; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為0 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0; 3) 0~360°范圍內(nèi)調(diào)整chO的發(fā)射相位，chl80接收到最大值時(shí)，記錄此時(shí)chO的發(fā)射 相位為α〇 ; 4) 此時(shí)得到以ch270為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值： 設(shè)置chO的發(fā)射相位為β0 ; 設(shè)置ch90的發(fā)射相位為β90 ; 設(shè)置chl80的發(fā)射相位為β180 ; 設(shè)置ch270的發(fā)射相位為0 ; 10 :得到形成全向的chO,ch90,chl80,ch270的發(fā)射相位 1. chO,ch90,chl80,ch270 的發(fā)射相位值以ch270 為基準(zhǔn)分別為β0,β90,β180,0 ; 以chO為基準(zhǔn)進(jìn)行相位變換處理，得到新的一組以chO為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值 如下： chO的發(fā)射相位為0 ;ch90的發(fā)射相位為γ90 =β90-β0 ; chl80的發(fā)射相位為γ180 =β180-β0 ; ch270的發(fā)射相位為γ270 = -β0 ; 還有一組步驟5得到的以chO為基準(zhǔn)的4個(gè)通道發(fā)射相位值： chO的發(fā)射相位為0; ch90的發(fā)射相位為α90; chl80的發(fā)射相位為α180; ch270的發(fā)射相位為α270; 2) 形成全向時(shí)，需要的4個(gè)通道發(fā)射相位計(jì)算結(jié)果如下： chO的發(fā)射相位為：Θ〇 = 〇°; ch90的發(fā)射相位為：Θ90 =α90與γ90的平均值； chl80的發(fā)射相位為：Θ180=α180 ; ch270的發(fā)射相位為：Θ270 =α270與γ270的平均值； 3) 設(shè)置并保存4個(gè)通道ch0~ch270的發(fā)射相位Θ〇，Θ90，Θ180，Θ270,天線校準(zhǔn)結(jié) 束。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明為天線全向合成系統(tǒng)，解決為定向天線形成全向波束發(fā)射，對(duì)天線4個(gè)通道發(fā)射信號(hào)進(jìn)行相位和幅度控制不精確的問(wèn)題。收發(fā)機(jī)包含4個(gè)發(fā)射通道和4個(gè)接收通道，分別通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)接定向天線的0o天線，90o天線，180o天線，270o天線。DA采樣時(shí)鐘400MHz，輸出80MHz發(fā)射數(shù)字中頻，AD采樣時(shí)鐘100MHz，采樣接收120MHz中頻，收發(fā)均采用一次變頻，通道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。整機(jī)采用同一個(gè)參考時(shí)鐘，保證了收發(fā)信號(hào)同源，有利于消除頻差及相位校準(zhǔn)。MCU和FPGA共同完成發(fā)射天線的幅度/相位控制，實(shí)現(xiàn)天線全向合成。
【IPC分類(lèi)】H01Q3/26, H01Q25/02, H01Q1/50, H01Q1/28, H01Q21/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105406171
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510716186
【發(fā)明人】吳幫學(xué)
【申請(qǐng)人】成都九洲迪飛科技有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日