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CN117706466A - 一种干涉仪相位实时校正方法 - Google Patents

一种干涉仪相位实时校正方法 Download PDF

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CN117706466A
CN117706466A CN202311660726.3A CN202311660726A CN117706466A CN 117706466 A CN117706466 A CN 117706466A CN 202311660726 A CN202311660726 A CN 202311660726A CN 117706466 A CN117706466 A CN 117706466A
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CN
China
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antenna
phase difference
receiving
correction
radio frequency
Prior art date
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Pending
Application number
CN202311660726.3A
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颜卫忠
余盼
陈栋志
钱婧怡
孔凡伟
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Shanghai Aerospace Electronics Co ltd
Original Assignee
Shanghai Aerospace Electronics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Electronics Co ltd filed Critical Shanghai Aerospace Electronics Co ltd
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    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种干涉仪相位实时校正方法，采用测向实验系统，其中，发射天线连接信号源作为辐射源向外辐射电磁波，接收天线阵收到辐射信号经接收机接收后在信号处理单元完成相位测量及校正，包括步骤如下：步骤一、调整发射天线和接收天线；步骤二、天线单元固有相位差校正；步骤三、射频通道静态相位差校正；步骤四、系统接收链路静态相位差校正。本发明可以通过实时相位校正，测量由于链路状态变化而引入的通道相位不一致；本发明可以用于接收机中不带校正源的通道相位校正。

Description

一种干涉仪相位实时校正方法
技术领域
本发明涉及雷达测量领域，具体涉及一种干涉仪相位实时校正方法。
背景技术
反辐射导引头实现对辐射源的角度测量是基于干涉仪测向的原理。在利用干涉仪原理测向时，是基于各通道间的相位特性完全一样的假设，通道间的相位差仅仅由电磁波到达天线时的波程差所引起。数字干涉仪测向系统包括天线单元、馈线通道、变频通道、数据采集通道，这些通道之间存在的相位差可以提前通过测量作为静态校正值，用实际测量的相位差减去固有相位差就得到测向所需相位差。然而在实际工程中，通道间的相位特性并不是完全不变的，比如由于温度变化、器件更换或随着加电时间增加而引入的通道相位不一致误差。通过系统定时或实时动态进行通道校正，可以自动消除通道之间相位一致性变化而引入的相位差误差，而不用更新原有各通道的相位差校正表。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干涉仪相位实时校正方法，建立基于相位干涉仪测向方法的接收通道相位校正方法，从而提高辐射源的测向精度。
为了达到上述的目的，本发明提供一种干涉仪相位实时校正方法，采用测向实验系统，其中，发射天线连接信号源作为辐射源向外辐射电磁波，接收天线阵收到辐射信号经接收机接收后在信号处理单元完成相位测量及校正，包括步骤如下：
步骤一、调整发射天线和接收天线；
步骤二、天线单元固有相位差校正；
步骤三、射频通道静态相位差校正；
步骤四、系统接收链路静态相位差校正。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤一中，调整发射天线使得收发天线中心对齐，即发射天线口径轴线与接收天线阵口径轴线重合。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤一中，发射天线到两个接收天线波程差相等。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤二中，由于天线及线缆为无源器件，天线单元相位差作为静态校正结果存储；测量天线单元间固有相位差，需保证除天线外其它通道、线缆、器件尽可能一致。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤二中，包括步骤如下：
步骤2-1、切换开关4使发射天线与信号源连通，信号源输出频率为f的射频信号；
步骤2-2、先确定两个待测天线单元，再选择两个射频接收通道及线缆，最后选择一个天线单元作为参考；
步骤2-3、选择一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
步骤2-4、选择另一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
步骤2-5、计算两个待测天线单元的零点相位差
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤2-5中，两次与射频接收通道相连的线缆保持不变，仅更换接收天线。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤2-5中，依次完成其它天线单元固有相位差测量。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤三中，包括步骤如下：
步骤3-1、切换开关4使功分器与信号源连通，切换开关1、开关2、开关3使射频通道与功分器相连；
步骤3-2、先用矢网测量功分器端口间相位差，记录为一个静态校正表
步骤3-3、确定两个待测射频通道，由信号源通过功分器进行通道不一致相位校正，形成一个静态校正表
步骤3-4、计算待测射频通道固有相位差
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤四中，系统接收链路相位差通过天线单元和射频通道相位差校正表表示，系统接收链路静态相位差 保存为校正表。
上述一种干涉仪相位实时校正方法，其中，所述步骤四中，实际测向时所需的相位差需减去即射频通道和天线单元的相位不一致。
测向实验系统如图1所示，其中包括：信号处理单元1、发射天线2、信号源3、主控计算机4、接收天线阵5、接收机6、功分器7。发射天线连接信号源3作为辐射源向外辐射电磁波。接收天线阵5收到辐射信号经接收机6接收后在信号处理单元1完成相位测量及校正。
实施过程如下：
1.调整发射天线和接收天线。调整发射天线2使得收发天线中心对齐，即发射天线2口径轴线与接收天线阵5口径轴线重合，如图2所示。此时，发射天线到某两个接收天线波程差相等。
2.天线单元固有相位差校正。由于天线及线缆为无源器件，天线单元相位差可作为静态校正结果存储。测量天线单元间固有相位差，需保证除天线外其它通道、线缆、器件尽可能一致。分5个步骤：
1)切换开关4使发射天线与信号源连通，信号源输出频率为f的射频信号；
2)先确定两个待测天线单元，再选择两个射频接收通道及线缆，最后选择一个天线单元作为参考；
3)选择一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
4)选择另一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
5)计算两个待测天线单元的零点相位差
一般地，两次与射频接收通道相连的线缆保持不变，仅更换接收天线。
一般地，可依次完成其它天线单元固有相位差测量。
3.射频通道静态相位差校正。分4个步骤：
1)切换开关4使功分器7与信号源连通，切换开关1、开关2、开关3使射频通道与功分器7相连；
2)先用矢网测量功分器端口间相位差，记录为一个静态校正表
3)确定两个待测射频通道(如通道i和j)，由信号源通过功分器进行通道不一致相位校正，形成一个静态校正表
4)计算待测射频通道固有相位差
4.系统接收链路静态相位差校正。系统接收链路相位差可通过天线单元和射频通道相位差校正表表示，系统接收链路静态相位差 保存为校正表。
实际测向时所需的相位差需减去即射频通道和天线单元的相位不一致。
与现有技术相比，本发明的技术有益效果是：
(1)可以通过实时相位校正，测量由于链路状态变化而引入的通道相位不一致；
(2)可以用于接收机中不带校正源的通道相位校正。
附图说明
本发明的一种干涉仪相位实时校正方法由以下的实施例及附图给出。
图1为系统相位校正示意图。系统包括：1-信号处理单元、2-发射天线、3-信号源、4-主控计算机、5-接收天线阵、6-接收机、7-功分器。
图2为发射天线和接收天线调整示意图。图中包括：2-发射天线、5-接收天线阵。
图3为天线单元相位校正线缆连接示意图。图中包括：1-信号处理单元、5-接收天线阵、6-接收机。
具体实施方式
以下对本发明的一种干涉仪相位实时校正方法作进一步的详细描述。
具体实施过程如下：
1.调整发射天线和接收天线。调整发射天线2使得收发天线中心对齐，即发射天线2口径轴线与接收天线阵5口径轴线重合，如图2所示。此时，发射天线2到某两个接收天线波程差相等。
2.天线单元固有相位差校正。由于天线及线缆为无源器件，天线单元相位差可作为静态校正结果存储。测量天线单元间固有相位差，需保证除天线外其它通道、线缆、器件尽可能一致。分5个步骤：
1)切换开关4使发射天线与信号源连通，信号源输出频率为f＝6GHz的射频信号；
2)先确定两个待测天线单元1和2，再选择两个射频接收通道(通道1和通道2)及线缆c1和c2，最后选择一个天线单元3作为参考；
3)选择一个待测天线单元(接收天线1)与参考天线单元3，并分别用线缆与射频接收通道相连，如图3Ⅰ，测量两个通道的相位差P13；
4)选择另一个待测天线单元(接收天线2)与参考天线单元3，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差P23，如图3Ⅰ；
计算两个待测天线单元1和2的零点相位差
3.射频通道静态相位差校正。分4个步骤：
1)切换开关4使功分器7与信号源连通，切换开关1、开关2、开关3使射频通道与功分器7相连；
2)先用矢网测量功分器端口间相位差，记录为一个静态校正表
3)确定两个待测射频通道(如通道1和2)，由信号源通过功分器进行通道不一致相位校正，形成一个静态校正表
4)计算待测射频通道固有相位差
4.系统接收链路静态相位差校正。系统接收链路相位差可通过天线单元和射频通道相位差校正表表示，系统接收链路静态相位差 保存为校正表。
以上内容对本发明专利的具体实施例进行了详细地描述。在具体实施时可以改变发射天线型号、接收天线阵型、接收机规格、测量顺序等。需要着重强调的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，相关专业的技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形和修改，但这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，采用测向实验系统，其中，发射天线连接信号源作为辐射源向外辐射电磁波，接收天线阵收到辐射信号经接收机接收后在信号处理单元完成相位测量及校正，包括步骤如下：
步骤一、调整发射天线和接收天线；
步骤二、天线单元固有相位差校正；
步骤三、射频通道静态相位差校正；
步骤四、系统接收链路静态相位差校正。
2.如权利要求1所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤一中，调整发射天线使得收发天线中心对齐，即发射天线口径轴线与接收天线阵口径轴线重合。
3.如权利要求1所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤一中，发射天线到两个接收天线波程差相等。
4.如权利要求2所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤二中，由于天线及线缆为无源器件，天线单元相位差作为静态校正结果存储；测量天线单元间固有相位差，需保证除天线外其它通道、线缆、器件尽可能一致。
5.如权利要求4所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤二中，包括步骤如下：
步骤2-1、切换开关4使发射天线与信号源连通，信号源输出频率为f的射频信号；
步骤2-2、先确定两个待测天线单元，再选择两个射频接收通道及线缆，最后选择一个天线单元作为参考；
步骤2-3、选择一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
步骤2-4、选择另一个待测天线单元与参考天线单元，并分别用线缆与射频接收通道相连，测量两个通道的相位差；
步骤2-5、计算两个待测天线单元的零点相位差
6.如权利要求5所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤2-5中，两次与射频接收通道相连的线缆保持不变，仅更换接收天线。
7.如权利要求5所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤2-5中，依次完成其它天线单元固有相位差测量。
8.如权利要求5所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤三中，包括步骤如下：
步骤3-1、切换开关4使功分器与信号源连通，切换开关1、开关2、开关3使射频通道与功分器相连；
步骤3-2、先用矢网测量功分器端口间相位差，记录为一个静态校正表
步骤3-3、确定两个待测射频通道，由信号源通过功分器进行通道不一致相位校正，形成一个静态校正表
步骤3-4、计算待测射频通道固有相位差
9.如权利要求8所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤四中，系统接收链路相位差通过天线单元和射频通道相位差校正表表示，系统接收链路静态相位差 保存为校正表。
10.如权利要求8所述的一种干涉仪相位实时校正方法，其特征在于，所述步骤四中，实际测向时所需的相位差需减去即射频通道和天线单元的相位不一致。
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