[发明专利]一种低轨卫星相控阵天线校准装置

说明书

本发明公开了一种低轨卫星相控阵天线校准装置，上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接；上述第一校准集成电路通过功分器和校准天线与第一测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路通过功分器和第一参考电路串联形成闭合回路；第一校准集成电路用于根据比较第一测试电路和第一参考电路之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值；上述第二校准集成电路通过功分器和校准天线与第二测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路通过功分器和第二参考电路串联形成闭合回路，第二校准集成电路用于根据比较第二测试电路和第二参考电路之间的幅度和相位，计算补偿幅度和相位值。

技术领域

本发明涉及卫星无线通讯技术领域，具体涉及一种低轨卫星相控阵天线校准装置。

背景技术

近年世界上对低轨卫星星座的研究投入逐渐增大，国外已有公司发射数千颗低轨卫星，初步开启了低轨卫星互联网服务，国内的研究尚处在起步阶段。这种低轨卫星大量采用相控阵技术，可快速调整波束指向，为地面特定区域服务。在相控阵天线中,为了使天线波束的指向准确,必须对各通道的相位和幅度一致性进行严格控制,这就需要对各通道进行校准来满足波束指向精度的需要。

传统DBF校准装置利用校准源产生校准信号,校准信号功分出N路，通过开关依次馈入N个T/R通道,将开关切到校准源，先进行一次采样，得到校准源的幅度、相位信息。再将开关切回T/R通道，进行第二次采样，利用AD转换后的数据中计算通道间的幅度及相位误差,并产生校准系数。这种校准方法校准时需要独立的校准源设备，而且校准源需要功分出N路，在大规模DBF相控阵天线系统中较为复杂，难以集成到相控阵天线内。校准操作条件要求较高,天线出厂后难以实现，特别是发射入轨后难以再次校准。

传统技术中，校准装置由信号处理系统和近场信号源组成。信号处理系统包含多个锁相环及混频器，锁相环的数量与混频器的数量相同。N各通道需要N的锁相环，由于锁相环上电后的相位是随机的，N的锁相环上电后的相位是随机分布的，不能使用上次的校准数据，上电后需要重新校准。每次上电后均需花费较长时间进行校准，繁琐费时，对于低轨卫星来讲时间成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用传统技术校准信号源产生的信号，装置复杂、成本较高，难以集成到大规模DBF相控阵天线内，目的在于提供一种低轨卫星相控阵天线校准装置，解决了传统技术校准相控阵天线的各通道信号时，装置复杂且成本高难以应用于大规模相控阵天线中的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种低轨卫星相控阵天线校准装置，包括校准天线、双工器、发射校准组件和接收校准组件；

上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接；

上述发射校准组件包括第一校准集成电路、第一测试电路和第一参考电路；

上述第一校准集成电路通过功分器分别与第一参考电路和第一测试电路串联形成闭合回路，第一校准集成电路用于比较第一测试电路和第一参考电路之间的幅度和相位；

上述接收校准组件包括第二校准集成电路、第二测试电路和第二参考电路；

上述第二校准集成电路通过功分器分别与第二参考电路和第二测试电路串联形成闭合回路，第二校准集成电路用于比较第二测试电路和第二参考电路之间的幅度和相位。

该方案中，上述校准天线通过双工器分别与发射校准组件和接收校准组件连接，上述发射校准组件和接收校准组件共用同一个校准天线，即降低成本，又简化装置。

上述第一校准集成电路用于发射射频校准信号，上述射频校准信号通过功分器分成两路信号，其中一路信号为测试信号，上述测试信号通过校准天线发送至第一测试电路，上述第一测试电路接收测试信号用于测试相控阵技术中的发射通道的相位及幅度大小；且上述第一校准集成电路与第一测试电路串联形成闭合回路，上述第一测试电路将发射通道的相位及幅度大小的测试信号发送至第一校准集成电路；