[發明專利]導航衛星陣列天線接收系統的校準方法

有效

• 申請號: 201710405698.9
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107315183B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 李陽;王海硯;康榮雷;甘明
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于包含如下步驟：將導航陣列天線接收系統的校準分為通過控制指令進行模式切換的通道校準和天線校準兩個部分；在通道校準階段，多路模數轉換器輸出的多通道數據送入通道校準處理模塊進行通道校準信號處理，通道校準處理模塊多通道并行處理，獲得通道響應矢量，將射頻開關調節為通道校準信號輸入，測量通道之間的不一致性，選擇其中至少兩個通道，其余通道保持正常運行，更新隨時間變化的通道一致性響應，計算得到供陣列處理算法模塊使用的通道響應，完成通道的校準；天線校準在通道校準參數已經獲得之后進行，測量天線陣列對特定衛星信號入射方向的導向矢量，天線校準處理模塊生成多個已知線性獨立的校準波束權值對準衛星，陣列信號加權處理部分波束形成后的數字信號送入導航衛星數字接收機，導航衛星數字接收機設置的導航衛星信號跟蹤環路，對多個波束的衛星信號的幅度和相位進行同時測量，在天線校準時，天線校準處理模塊結合校準波束權值矢量和導航衛星數字接收機輸出的衛星信號幅度和相位測量數據，借助衛星信號作為測量信號，射頻開關接天線輸入，將多路模數轉換器AD輸出的多通道數據送入陣列信號加權處理模塊DBF，天線校準處理模塊針對特定的衛星提供陣列信號加權處理模塊DBF所需的多個校準波束的權值矢量，經陣列信號加權處理模塊DBF合成后的多路天線校準信號送入導航衛星數字接收機，通過導航衛星數字接收機內的跟蹤環路對導航衛星信號的幅度和相位進行測量，并輸出至天線校準處理模塊，結合接收機輸出的衛星信號幅度、相位和天線校準處理預置的校準波束權值矢量，天線對不同方向入射信號的導向矢量測量，得到相對導向矢量為一系列測量的平均值，每一組基帶測量矢量計算一個相對導向矢量，通過最小二乘法估計天線陣列在衛星信號入射方向的導向矢量，計算真實工作環境下陣列在該衛星信號入射方向上的天線響應，實現天線陣列的校準。

2.根據權利要求1所述的導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于：陣列天線通過射頻開關和多路模數轉換器AD組成天線校準通道，天線校準通道通過陣列信號加權處理模塊DBF連接導航衛星數字接收機，同時通過通道校準處理模塊連接與陣列信號加權處理模塊DBF相連的陣列信號處理算法模塊，陣列信號處理算法模塊連接陣列信號加權處理模塊DBF，并連接在通道校準處理模塊與天線校準處理模塊之間，天線校準處理模塊通過總線向通道校準部分傳送控制命令，向陣列信號加權處理模塊DBF提供天線校準波束權值，與導航衛星數字接收機進行通信。

3.根據權利要求1所述的導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于：通道校準處理模塊和天線校準處理模塊分別控制通道響應的狀態控制和天線導向矢量的狀態。

4.根據權利要求1所述的導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于：通道校準處理模塊輸出通道響應的測量數據，天線校準處理模塊輸出不同信號入射方向的天線導向矢量。

5.根據權利要求1所述的導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于：進行通道校準時，通道校準處理模塊產生通道校準單音信號，經射頻功分器將一路通道校準信號同幅同相，耦合至各射頻通道輸入端，射頻開關接通校準信號，射頻開關通過模數轉換器AD將輸出的多通道數據送入通道校準模塊進行數字相關操作，選擇其中一個通道數據作為參考信號，與其余通道信號進行相關操作，得到任何兩個通道之間幅度和相位響應差異的通道響應矢量。

6.根據權利要求1所述的導航衛星陣列天線接收系統的校準方法，其特征在于：在導航陣列天線接收系統的設備運行中，通道校準處理模塊依次選擇至少兩個通道，同時通過控制命令協調各通道射頻開關的開啟與關閉，未進行通道校準的通道繼續進行陣列信號加權處理，保持導航陣列天線接收系統數字波束形成處理連續運行的周期校準。