[發明專利]一種星間鏈路相控陣天線指向精度外場標定補償方法

有效

• 申請號: 202010108968.1
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111273239B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 楊俊武;王寶華;秦明暖;諶釗;王東升;申建華;張磊;鄭曉東;張建輝;朱永杰;王濤;王興
• 申請（專利權）人: 中國西安衛星測控中心
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了一種星間鏈路相控陣天線指向精度外場標定補償方法，具體包括如下步驟：步驟1，在微波暗室內，采用高精度載波相位測量方法對通道傳輸時延進行測定，獲得時延初始零值τsubgt;i/subgt;(n)，其中n為通道編號；步驟2，在外場環境下，采用高精度載波相位測量方法對通道傳輸時延進行測定，獲得外場時延零值τsubgt;j/subgt;(n)，其中，n為通道編號；步驟3，基于步驟1獲得的時延初始零值和步驟2獲得的外場時延零值，通過時延變換法，對相控陣天線的通道相位一致性進行修正，從而實現相控陣天線指向精度的外場標校與補償。采用本發明提供的方法在外場條件下，可實現相控陣天線指向精度的有效標定與補償。

技術領域

本發明屬于天線測試技術領域，涉及一種星間鏈路相控陣天線指向精度外場標定補償方法。

背景技術

相控陣天線具有波束指向靈活，波束切換速度快，以及可實現多波束目標跟蹤等優點，在衛星通信、雷達探測、衛星導航等領域得到廣泛應用。指向精度是相控陣天線的一項重要技術特性，決定天線是否能準確在目標位置實現波束最優形成。而在條件良好的測試環境中，相控陣天線的指向精度可以得到良好的保障；而在實際工作環境中，由于條件的多樣性，相控陣天線的指向精度難以得到準確的評估。

發明內容

本發明的目的是提供一種星間鏈路相控陣天線指向精度外場標定補償方法，采用該方法在外場條件下，可實現相控陣天線指向精度的有效標定與補償。

本發明所采用的技術方案是，一種星間鏈路相控陣天線指向精度外場標定補償方法，具體包括如下步驟：

步驟1，在微波暗室內，采用高精度載波相位測量方法對通道傳輸時延進行測定，獲得時延初始零值τ_i(n)，其中n為通道編號；

步驟2，在外場環境下，采用高精度載波相位測量方法對通道傳輸時延進行測定，獲得外場時延零值τ_j(n)，其中，n為通道編號；

步驟3，基于步驟1獲得的時延初始零值和步驟2獲得的外場時延零值，通過時延變換法，對相控陣天線的通道相位一致性進行修正，從而實現相控陣天線指向精度的外場標校與補償。

本發明的特點還在于，

步驟3的具體過程為：

步驟3.1，計算每個通道的外場時延零值和時延初始零值的差值Δτ(n)，通過時延變換法，將傳輸時延零值的差值變換為通道相位的變化量

步驟3.2，根據步驟3.1計算的通道相位變化量對波束形成算法計算的相位權值進行修訂，從而實現對相控陣天線指向精度的補償，補償后的最終權值為

步驟3.1中Δτ(n)的計算過程為：

Δτ(n)＝τ_i(n)-τ_j(n)(1)。

步驟3.1中的計算個過程為：

其中，ω為信號頻率。

步驟3.2中采用如下公式(3)對相位權值進行修訂：

其中，k為自由空間的波束常數；θ，φ分別為波束指向的方位角和仰角；(x_n，y_n)為第n個通道的坐標；

根據如下公式(4)求補償后的最終權值

本發明的有益效果如下：

(1)提供了在外場條件下，進行相控陣天線通道零值標定的保精度、操作便捷的方法；