[發明專利]星載數字波束形成網絡接收通道幅相誤差校準系統及方法

有效

• 申請號: 201210211472.2
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102769601A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 樓大年;湯琦;張傳林;張寧;夏猛
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L27/34
• 分類號: H04L27/34;H04L25/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明的一種星載DBF(數字波束形成網絡)接收通道幅相誤差校準系統及方法，特別是涉及一種基于移動通信衛星載荷接收通道校準領域。

背景技術

移動通信衛星系統是一個利用波束形成技術形成多個點波束進行廣域覆蓋，達到增強輻射增益，支持小終端移動通信業務，如Thuraya星形成245個點波束，Imarsat4衛星形成228個點波束。衛星天線在長期工作時，其有源器件，如低噪聲放大器、固態功率放大器、相移器等將隨工作時間的增加而逐漸老化，并引起不同通道內信號幅度和相位的變化，這將對多波束天線的系統性能造成影響，所以必須對系統的有源器件進行校準和補償。

移動通信衛星系統的上行鏈路采用反射面多波束天線接收上行信號。由于多波束天線接收的地面信號到達各個通道幅度差異較大，最大達到30dB以上，無法采用地面信號作為標校信號源?？紤]在星上設置標校信號源，星上設置標校信號源通常采用有線校準方法進行校準，通過對每一個通道耦合注入標校信號的方法進行校準，有線方法需要增加大量的硬件設備，給星上設備帶來大量的負擔，占用系統寶貴的重量和功率資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種實時的、高精度、高穩定度的星載DBF接收通道幅相誤差校準系統及方法，能夠節省星上資源。

本發明包括如下技術方案：

一種星載數字波束形成網絡接收通道幅相誤差的校準系統，包括校準信號產生模塊、校準信號發射模塊、接收通道及校準接口模塊、和校準算法執行模塊，所述校準算法執行模塊包括幅相誤差估計器和校準因子產生器；校準信號產生模塊包括正交偽隨機碼組產生器和BPSK調制器；校準信號發射模塊包括數字上變頻器、DA變換器、模擬上變頻器、和校準饋源；校準信號產生模塊與校準信號發射模塊相連；校準算法執行模塊與接收通道及校準接口模塊相連。

接收通道及校準接口模塊包括饋源陣校準模塊、功率器件校準模塊、功率器件校準時校準信號輸出耦合器和饋源陣校準時校準信號輸出耦合器。

一種星載數字波束形成網絡接收通道幅相誤差的校準方法，所述星載數字波束形成網絡接收通道包括輸入饋源陣和功率器件，

通過校準信號產生模塊產生相互正交的偽隨機碼組、偽隨機碼組的數目和需要校準的通道數目一致；并對其進行BPSK調制，從而生成校準信號源；

校準信號源通過校準信號發射模塊進行數字上變頻、DA變換、模擬上變頻后，通過校準饋源發射校準信號；

通過輸入饋源陣接收校準信號、通過功率器件對接收的信號進行處理獲得基帶信號，并輸出給接收通道及校準接口模塊；

接收通道及校準接口模塊將基帶信號傳給校準算法執行模塊；

通過校準算法執行模塊完成通道幅相誤差估計，并計算得到通道校準因子，將通道校準因子傳給校準接口模塊，通過校準接口模塊完成校準。

在校準算法執行模塊執行如下步驟：

判斷是否是第一次校準，

如果是第一次校準則進行饋源校準因子計算；然后將饋源校準因子傳輸給饋源陣校準模塊；

如果不是第一次校準則進行功率器件校準因子計算，然后將功率器件校準因子傳輸給功率器件校準模塊。

本發明與現有技術相比的優點是：

(1)本發明利用多個正交偽隨機碼組作為不同通道的校準信號；對每個通道采用制定的正交偽隨機碼作為校準信號，利用了校準信號的正交性消除多路信號之間的干擾，可以同時估計多個通道的幅相誤差，減少了校準時間；利用校準信號的時間相關性，可以通過控制校準信號的碼長提高校準信號接收端相關后的功率，使得校準系統既不影響正常的通信也不影響校準性能。同時由于采用碼分的方式，具有較強的抗干擾能力，不會受正常通信信號和噪聲的影響，保證校準的穩定度，采用較長的碼可以保證較高的測試的精度。

(2)本發明通過無線方式把校準信號注入到每個通道，能夠同時實現多個接收通道的校準；從而節省了星上資源。

(3)本發明可以應用于通信衛星、偵查衛星和導航衛星的采用DBF技術的通信領域，也可應用于采用DBF技術的星載雷達等技術領域。

附圖說明

圖1為本發明校準系統的組成示意圖；

圖2為本發明校準系統的具體組成框圖；

圖3為本發明校準方法的流程圖。

具體實施方式