[发明专利]一种星载阵列天线测向通道幅相误差的确定方法

摘要

本发明公开了一种星载阵列天线测向通道幅相误差的确定方法，针对阵列天线测向通道数目变化、误差分段的特点，在阵列天线测向通道的基本结构上，配置一个校准信号源、一个校准馈源和一个校准处理器，利用开关矩阵开关导通的特点，依次改变开关矩阵的导通关系，得到N路通道对校准信号在开关矩阵不同导通关系下的响应，多个不同状态下的响应组成一个方程组，通过对方程组的求解得到N路通道的相对幅度和相对相位，并由此得到阵列天线测向通道各通道的幅相误差。本发明的方法操作方便，能够精确确定阵列天线测向通道的幅相误差。

主权项

1.一种星载阵列天线测向通道幅相误差的确定方法，其中星载阵列天线测向通道包括N个接收馈源、N个输入预选器、N个接收机、N个耦合器、一个开关矩阵和M个变频器，所述N大于等于3，2≤M≤N；其特征在于：校准信号源通过校准馈源与所述N个接收馈源相连，校准处理器与所述M个变频器相连，所述方法包括如下步骤：第一步：打开所述校准信号源；第二步：以开关矩阵前第l路通道为基准，l路通道在1～N路通道中任意选取；第三步：控制开关矩阵的导通方式，使开关矩阵输入的第i、第l路校准信号，i∈[1，N]，i≠l，从开关矩阵输出的第c路和第d路输出，第c路和第d路是从开关矩阵输出的M路通道中任选两个不同的通道；第c路和第d路通道输出的校准信号经相应通道的变频器变频到基带后，由校准处理器使用基于快速傅里叶变换的幅相特性估计算法对两路校准信号的幅相进行估计，令此时校准处理器估计出的两路校准信号幅相特性为x₁，x₂；第四步：控制开关矩阵的导通方式，使开关矩阵输入的第i、第l路校准信号，i∈[1，N]，i≠l，从开关矩阵输出的第d路和第c路输出，经变频器变频到基带后，由校准处理器使用基于快速傅里叶变换的幅相特性估计算法对两路校准信号的幅相进行估计，令此时校准处理器估计出的两路校准信号幅相特性为y₁，y₂；第五步：校准处理器根据估计得到的两组幅相特性x₁，x₂，y₁，y₂，计算开关矩阵前i、l两个通道的幅相误差；所述开关矩阵前第i、第l两个通道的幅度误差为：Wi=|AiAl|=|x1x2/y1y2|,]]>i，l∈[1，N]，i≠l相位误差为：i，l∈[1，N]，i≠l    式(9)第六步：令i在1～N之间遍历，且i≠l，以第l路通道为基准，则开关矩阵前N组通道幅相误差为：i＝1，2，...，N，i≠l第七步：以开关矩阵后第l路通道为基准，l在1～M路通道中任意选取；第八步：控制开关矩阵的导通方式，使开关矩阵输入的第c、第d路校准信号，从开关矩阵输出的第i和第l路输出，i∈[1，M]，i≠l，第c、第d路是从开关矩阵前的N路通道中任选两个不同的通道；第i和第l路输出的两路校准信号经变频器变频到基带后，由校准处理器使用基于快速傅里叶变换的幅相特性估计算法对两路校准信号的幅相进行估计，令此时校准处理器估计出的两路校准信号幅相特性为x₁₁，x₂₂；第九步：控制开关矩阵的导通方式，使开关矩阵输入的第d、第c路校准信号，从开关矩阵输出的第i和第l路输出，i∈[1，M]，i≠l，经变频器变频到基带后，由校准处理器使用基于快速傅里叶变换的幅相特性估计算法对两路校准信号的幅相进行估计，令此时校准处理器估计出的两路校准信号幅相特性为y₁₁，y₂₂；第十步：校准处理器根据估计得到的两组幅相特性x₁₁，x₂₂，y₁₁，y₂₂，计算开关矩阵后i、l两个通道的幅相误差；开关矩阵后第i、第l两个通道的幅度误差为：Vi=|BiBl|=|x11x22·y11y22|,]]>i，l∈[1，M]，i≠l相位误差为：θi=βi-βl=arctan(x11x22·y11y22)/2,]]>i，l∈[1，M]，i≠l第十一步：令i在1～M之间遍历，且i≠l，以第l路通道为基准，则开关矩阵后M组通道幅相误差为Viejθi=|BiBl|ej(βi-βl)]]>i＝1，2，…，M，i≠l。