[发明专利]一种综合孔径微波辐射计全链路相位误差校准系统和方法

权利要求书

1.一种综合孔径微波辐射计全链路相位误差校准系统，包括：综合孔径微波辐射计，所述综合孔径微波辐射计进一步包括：综合孔径微波辐射计天线、接收机、数据采集系统、相关器、载荷计算机、噪声注入定标系统；其特征在于，所述校准系统还包括：指向校准天线、北斗时间系统、北斗定位系统、方位俯仰跟踪驱动系统、地测设备；其中：

所述指向校准天线，安装在所述综合孔径微波辐射计上，用于所述综合孔径微波辐射计的指向校准；

所述北斗时间系统，用于向所述校准系统提供时间信息；

所述北斗定位系统，用于确定所述综合孔径微波辐射计所在位置的经度、纬度和海拔高度；

所述方位俯仰跟踪驱动系统用于驱动所述综合孔径微波辐射计和所述指向校准天线，以跟踪天空星体运动；

所述地测设备，用于控制所述方位俯仰跟踪驱动系统运动，并收集和处理数据。

2.如权利要求1所述的校准系统，其特征在于，所述指向校准天线，平行于所述综合孔径微波辐射计天线，并接入所述综合孔径微波辐射计的接收机，以接收天空星体辐射能量。

3.一种综合孔径微波辐射计全链路相位误差校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立一种如权利要求1或2任意一项所述的综合孔径微波辐射计全链路相位误差校准系统；

S2：将所述综合孔径微波辐射计安置在空地上，采用所述北斗定位系统确定所述综合孔径微波辐射计所在位置的经度、维度和海拔高度；

S3：所述北斗时间系统接入所述地测设备，预先选定待观测的天空星体目标；

S4：所述地测设备根据所述北斗时间系统提供的时间信息和所述天空星体目标的位置坐标，实时计算所述天空星体目标的方位俯仰值；所述地测设备根据天空星体目标的方位俯仰值控制所述方位俯仰驱动系统，对天空星体目标进行扫描，从所述数据采集系统获得方位和俯仰方向扫描数据；

S5：扫描完成后，根据公式(1)对方位和俯仰方向扫描数据进行拟合，得到所述方位俯仰跟踪驱动系统在方位和俯仰方向的指向误差；

其中，a为接收机输出的检波电压、k₁为幅度系数、k₂为指向误差、k₃为线性比例系数、k₄为检波电压与指向位置的线性比例系数、k₅为接收机偏置电压、p为所述方位俯仰跟踪驱动系统在方位和俯仰的指向误差；

S6：将所述指向误差加入修正到所述方位俯仰跟踪驱动系统中；

S7：接收机接收通道切换至天线通道，天空星体信号经过接收机放大下变频后，进入相关器；所述相关器计算得到两两天线通道之间的相位差，对相位差积分得到平均相位差矩阵

S8：接收机接收通道切换至噪声通道；噪声信号经过接收机放大下变频后，进入所述相关器；所述相关器计算得到两两噪声通道之间的相位差，对相位差积分得到平均相位差矩阵

S9：将减去得到一个角度下的全链路相位误差

4.如权利要求3所述的校准方法，其特征在于，还包括：

S10：通过所述方位俯仰跟踪驱动系统的方位旋转来改变所述综合孔径微波辐射计的接收机的每个接收通道的天线方向图与天空星体目标的角度关系，重复步骤S6-S9，获得各个角度的全链路相位误差，并进行存储。