[发明专利]一种星间链路相控阵天线指向精度外场标定补偿方法

说明书

本发明公开了一种星间链路相控阵天线指向精度外场标定补偿方法，具体包括如下步骤：步骤1，在微波暗室内，采用高精度载波相位测量方法对通道传输时延进行测定，获得时延初始零值τsubgt;i/subgt;(n)，其中n为通道编号；步骤2，在外场环境下，采用高精度载波相位测量方法对通道传输时延进行测定，获得外场时延零值τsubgt;j/subgt;(n)，其中，n为通道编号；步骤3，基于步骤1获得的时延初始零值和步骤2获得的外场时延零值，通过时延变换法，对相控阵天线的通道相位一致性进行修正，从而实现相控阵天线指向精度的外场标校与补偿。采用本发明提供的方法在外场条件下，可实现相控阵天线指向精度的有效标定与补偿。

技术领域

本发明属于天线测试技术领域，涉及一种星间链路相控阵天线指向精度外场标定补偿方法。

背景技术

相控阵天线具有波束指向灵活，波束切换速度快，以及可实现多波束目标跟踪等优点，在卫星通信、雷达探测、卫星导航等领域得到广泛应用。指向精度是相控阵天线的一项重要技术特性，决定天线是否能准确在目标位置实现波束最优形成。而在条件良好的测试环境中，相控阵天线的指向精度可以得到良好的保障；而在实际工作环境中，由于条件的多样性，相控阵天线的指向精度难以得到准确的评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种星间链路相控阵天线指向精度外场标定补偿方法，采用该方法在外场条件下，可实现相控阵天线指向精度的有效标定与补偿。

本发明所采用的技术方案是，一种星间链路相控阵天线指向精度外场标定补偿方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在微波暗室内，采用高精度载波相位测量方法对通道传输时延进行测定，获得时延初始零值τ_i(n)，其中n为通道编号；

步骤2，在外场环境下，采用高精度载波相位测量方法对通道传输时延进行测定，获得外场时延零值τ_j(n)，其中，n为通道编号；

步骤3，基于步骤1获得的时延初始零值和步骤2获得的外场时延零值，通过时延变换法，对相控阵天线的通道相位一致性进行修正，从而实现相控阵天线指向精度的外场标校与补偿。

本发明的特点还在于，

步骤3的具体过程为：

步骤3.1，计算每个通道的外场时延零值和时延初始零值的差值Δτ(n)，通过时延变换法，将传输时延零值的差值变换为通道相位的变化量

步骤3.2，根据步骤3.1计算的通道相位变化量对波束形成算法计算的相位权值进行修订，从而实现对相控阵天线指向精度的补偿，补偿后的最终权值为

步骤3.1中Δτ(n)的计算过程为：

Δτ(n)＝τ_i(n)-τ_j(n)(1)。

步骤3.1中的计算个过程为：

其中，ω为信号频率。

步骤3.2中采用如下公式(3)对相位权值进行修订：

其中，k为自由空间的波束常数；θ，φ分别为波束指向的方位角和仰角；(x_n，y_n)为第n个通道的坐标；

根据如下公式(4)求补偿后的最终权值

本发明的有益效果如下：

(1)提供了在外场条件下，进行相控阵天线通道零值标定的保精度、操作便捷的方法；