[发明专利]一种基于相关法的大天线方向图测量方法

摘要

本发明公开了一种基于相关法的大天线方向图测量方法，尤其针对可转动的大型单天线，如射电抛物面望远镜等。本发明利用相关运算方式和辅助天线，设计了合理的接收形式测量待测天线方向图并利用待测天线与辅助天线接收信号间的相关性获得高精度、宽角度范围的天线方向图。可根据实际测量情况选择合适的测量参数，以达到在不影响天线正常使用的情况下，尽可能节约成本、方便测量、提高测量精度和拓宽测量范围的目的。本发明对外场可转动的大天线进行方向图测量，一方面省去了繁琐的测量过程，另一方面可以在保证测量精度的情况下快速测得待测天线方向图。

主权项

一种基于相关法的大天线方向图测量方法，其特征在于步骤如下：(1)针对待测天线可转动设计测量天线方向图的接收形式，测量需满足：观测源与待测天线相对运动，观测源相对运动轨迹掠过待测天线方向图主瓣中心；观测源与辅助天线相对静止，辅助天线始终指向观测源；观测源信号具有良好的相关性；(2)将待测天线以ω的旋转速度从起始待测位置旋转至终止待测位置，记录测量总时间T，并采集T时间内待测天线和辅助天线的观测数据并保存；(3)将测量总时间T按Δt时间为单位分成个数据段，每个数据段的数据长度为ΔN，然后分别对每个数据段内的观测数据进行处理；(4)计算每段待测天线与辅助天线观测数据的互相关运算结果，进行互相关运算，并取互相关运算结果的最大值，即其目的是补偿路径时延带来的时延差，使得观测源信号的相关性达到最大；其中互相关运算点数为ΔN＝f_s·Δt，f_s为采样频率；(5)利用计算对应每段辅助天线观测数据的自相关运算，取τ₂＝0处的自相关值以保证观测源信号的相关性达到最大；为充分利用数据，因此自相关运算点数为ΔN＝f_s·Δt，f_s为采样频率；(6)得到和再利用计算并记录测量结果，其中C_m，C_r，均可测量获得且为常数，因此可计算得到M个测量结果并记录；(7)若需要多次测量时，待测天线以同样的旋转速度和测量轨迹，进行下一次快速扫描，获得观测数据并与前次观测对齐后，将本次运算的互相关运算和自相关运算结果与前次进行累积，再利用步骤(3)～(6)中的计算方式，计算并记录，可得到M个积累后的记录值；(8)将记录M个测量结果，进行归一化和插值处理，即得到待测天线方向图。