[发明专利]一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明是射电天文观测测量方法及其装置，尤其是适用于射电天文低频天线阵的数字信号分析处理方法技术领域。

背景技术

低频射电天线阵具有天线体积大，分布面积广的特点，从各天线单元接收到信号经过低噪声放大器初步放大，通过数控移相器进行加权形成综合方向图，再由长电缆将多路信号传到固定点汇合并进行数字量化。其中，通过数控移相器进行加权而形成方向图是整个相控阵的核心，不同的加权函数，使得天线阵能对不同的天区进行观测。现有技术过程示意图见图5。

对于N阵元的天线阵的加权向量为：

a(θ)=1ej(kdsinθ+δ)e2j(kdsinθ+δ)······e(N-1)j(kdsinθ+δ)]]>

δ为相控阵调相参数，在理想情况下，我们认为每根电缆产生的相位差恒定，则δ包涵了两部分：1.由移相器引起的相位差δ_shifter，这是天线阵调相所需要的，通过改变δ_shifter来调整天线阵指向；2.来自长电缆引起的相位差δ_cable，如果在外界自然条件不变的条件下，该相位差不变。

δ_tot=δ_shifter+δ_cable

但是，由于温度、湿度以及形变对电缆和其他元件的影响，δ_cable并不恒定，因此：

δ'_tot=δ_shifter+δ_cable+Δδ_env

其中，Δδ_env为自然环境影响给整个天线阵加权向量带来的影响，必须修正这个参数，否则无法得到天线阵理想的方向图。

传统的办法是通过测量当前的温度，湿度等信息，通过电缆材料在不同温度、湿度下的变化情况的经验值来修正Δδ_env，这种方法无法克服其余电子元件，例如：前端放大器，移相器以及射频接头带来的影响，并且经验值引入的误差也是无法消除的。

发明内容

本发明的目的就是针对射电天文低频天线阵中前端模拟信号传至后端数据采集器之间的长电缆由于温度、湿度以及压力形变所引起的信号相位的改变，而信号校验装置还比较少，所以提出一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置。

本发明采用的技术方案是：