一种天线阵元通道的校准方法、装置及接收机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天线阵元通道的校准方法、装置及接收机，涉及信号处理技术，为节约信号校准的成本而发明专利技术。其中，所述方法包括：获取天线阵列的信息；获取参考卫星的信息；根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数；根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准。本发明专利技术不需要通过额外的硬件设置校准参考源，从而节约了信号校准的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种天线阵元通道的校准方法、装置及接收机
本专利技术涉及信号处理
，特别涉及一种天线阵元通道的校准方法、装置及接收机。
技术介绍
导航接收机中通过对使用的天线阵列采用波束成形和调零等方法，能够提高接收机的抗干扰与抗多径能力，同时还能够提升接收到的信号的信噪比，从而改善接收机的精度与抗干扰能力。当前导航接收机中的信号处理方法主要是将天线阵列的信号转化为数字信号后再进行波束成形。实际上，信号从天线阵列接收到转化成数字信号过程中要经过不同的天线阵元，射频通道和模数转换器(AnalogToDigitalConverter，ADC)。由于天线阵元，射频通道和模数转换器(ADC)这三者的特性不一致，因而使得转化后的数字信号后会加入附加幅度误差和相位误差。这种因为器件特性不一致引入的误差会使得信号性能下降。因此，为了将误差控制在一定范围之内，通常可以采用校准方法来对信号进行校准。常用的校准方法可包括使用参考源的校准方法和盲校准方法。其中，使用参考源的校准方法简单，应用广泛。但是因为该方法需要添加额外硬件单元来产生校正参考信号，因此增加了开销。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供了一种天线阵元通道的校准方法、装置及接收机，以节约信号校准的成本。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术实施例提供了一种天线阵元通道的校准方法，包括：获取天线阵列的信息；获取参考卫星的信息；根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数；根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准。其中，所述获取天线阵列的信息包括：获取所述天线阵列的方位角和仰角；获取所述天线阵列的参考天线阵元的坐标信息。其中，所述获取参考卫星的信息包括：在预定时刻获取导航电文，通过所述导航电文获取所述获取参考卫星的信息，其中所述获取参考卫星的信息包括参考卫星的坐标信息。其中，所述根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数包括：在预定时刻通过所述天线阵列的各天线阵元接收参考卫星导航信号，获得所述天线阵列的各天线阵元通道的信号；获得所述天线阵列中的第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的幅度比和相位差；根据所述相位差、所述天线阵列的信息以及所述参考卫星的信息，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差。其中，所述在预定时刻通过所述天线阵列的各天线阵元接收参考卫星导航信号，获得所述天线阵列的各天线阵元通道的信号包括：在预定时刻获取所述参考天线阵元的信号，并通过所述参考天线阵元获取参考卫星的导航信号的跟踪参数；利用所述跟踪参数引导各天线阵元对所述参考卫星导航信号进行跟踪，获取各天线阵元通道的信号。其中，所述根据所述相位差、所述天线阵列的信息以及所述参考卫星的信息，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差包括：获取所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列的方位角与仰角、所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角，获得所述天线阵列相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列与所述参考卫星的方位角与仰角、所述第一天线阵元与所述参考天线阵元的位置关系参数，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的固有相位差；根据所述相位差以及所述固有相位差，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差。其中，所述获取所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角包括：根据所述参考天线阵元的坐标和所述参考卫星的坐标获得所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角。其中，所述根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准包括：根据所述幅度比和相位误差获得所述第一天线阵元通道的信号校准系数；利用所述信号校准系数对所述第一天线阵元通道的信号进行校准。另一方面，本专利技术实施例提供了一种天线阵元通道的校准装置，包括：天线阵列，其中，所述天线阵列包括一个以上的天线阵元；所述天线阵元对应有射频通道，所述射频通道对应有模数转换单元；所述装置还包括：与所述模数转换单元连接的波束成形处理单元；与所述波束成形处理单元连接的校准信号处理单元；分别与所述波束成形处理单元和所述校准信号处理单元连接的参数获取单元；其中，所述参数获取单元获取天线阵列的信息和获取参考卫星的信息；通过所述天线阵元接收参考卫星导航信号，所述参考卫星导航信号经过与所述天线阵元对应的射频通道进行下变频后发送给对应的模数转换单元；所述模数转换单元将下变频后的参考卫星导航信号转换成数字导航信号后发送给波束成形处理单元；波束成形处理单元将所述数字导航信号发送给校准信号处理单元；所述校准信号处理单元根据所述参数获取单元获取的天线阵列的信息、所述参考卫星的信息以及所述参考卫星导航信号，获得信号校准系数，并将所述信号校准系数发送给所述波束成形处理单元；所述波束成形处理单元根据所述信号校准系数对所述天线阵元通道的信号进行校准。其中，所述校准信号处理单元包括分别与所述射频通道对应的跟踪通道，与所述跟踪通道连接的幅度相位值提取单元，以及与所述幅度相位值提取单元连接的相位值修正单元；其中，所述跟踪通道用于对各射频通道的信号进行跟踪；所述幅度相位值提取单元，用于在预定时刻获取所述天线阵列中的第一天线阵元的射频通道的信号相对于所述天线阵列中的参考天线阵元的射频通道的信号的幅度比和相位差；相位值修正单元，用于根据所述相位差、所述天线阵列的信息以及所述参考卫星的信息，获得所述第一天线阵元的射频通道的信号相对于所述参考天线阵元的射频通道的信号的相位误差。其中，所述幅度相位值提取单元具体用于：获取所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列的方位角与仰角、所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角，获得所述天线阵列相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列与所述参考卫星的方位角与仰角、所述第一天线阵元与所述参考天线阵元的位置关系参数，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的固有相位差；所述相位值修正单元具体用于：根据所述相位差以及所述固有相位差，获得所述第一天线阵元的射频通道的信号相对于所述参考天线阵元的射频通道的信号的相位误差；根据所述幅度比和相位误差获得所述第一天线阵元的信号校准系数。其中，所述波束成形处理单元具体用于：利用所述信号校准系数对所述天线阵列的第一天线阵元通道的信号进行校准。第三方面，本专利技术提供了一种接收机，包括前述的天线阵元通道的校准装置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例的技术方案，通过获取的天线阵列和参考卫星的信息获得校准参考信号，然后利用该校准参考信号对各天线阵元通道的信号进行校准。由于本专利技术实施例直接利用参考卫星导航信号作为参考源辅助校准，因此不需要通过额外的硬件设置校准参考源，从而节约了信号校准的成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种天线阵元通道的校准方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种天线阵元通道的校准装置的结构图；图3为本专利技术实施例提供的一种天线阵元通道的校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线阵元通道的校准方法，其特征在于，包括：获取天线阵列的信息；获取参考卫星的信息；根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数；根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准。

【技术特征摘要】
1.一种天线阵元通道的校准方法，其特征在于，包括：获取天线阵列的信息；获取参考卫星的信息；根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数；根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准；其中，所述根据所述天线阵列的信息、所述参考卫星的信息、以及参考卫星导航信号，获得信号校准参数包括：在预定时刻通过所述天线阵列的各天线阵元接收参考卫星导航信号，获得所述天线阵列的各天线阵元通道的信号；获得所述天线阵列中的第一天线阵元通道的信号相对于所述天线阵列的参考天线阵元通道的信号的幅度比和相位差；根据所述相位差、所述天线阵列的信息以及所述参考卫星的信息，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取天线阵列的信息包括：获取所述天线阵列的方位角和仰角；获取所述天线阵列的参考天线阵元的坐标信息；所述获取参考卫星的信息包括：在预定时刻获取导航电文，通过所述导航电文获取所述获取参考卫星的信息，其中所述获取参考卫星的信息包括参考卫星的坐标信息。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在预定时刻通过所述天线阵列的各天线阵元接收参考卫星导航信号，获得所述天线阵列的各天线阵元通道的信号包括：在预定时刻获取所述参考天线阵元的信号，并通过所述参考天线阵元获取参考卫星的导航信号的跟踪参数；利用所述跟踪参数引导各天线阵元对所述参考卫星导航信号进行跟踪，获取各天线阵元通道的信号；所述根据所述相位差、所述天线阵列的信息以及所述参考卫星的信息，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差包括：获取所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列的方位角与仰角、所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角，获得所述天线阵列相对于所述参考卫星的方位角与仰角；根据所述天线阵列与所述参考卫星的方位角与仰角、所述第一天线阵元与所述参考天线阵元的位置关系参数，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的固有相位差；根据所述相位差以及所述固有相位差，获得所述第一天线阵元通道的信号相对于所述参考天线阵元通道的信号的相位误差；其中所述获取所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角包括：根据所述参考天线阵元的坐标和所述参考卫星的坐标获得所述参考天线阵元相对于所述参考卫星的方位角与仰角。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号校准参数对所述天线阵列的天线阵元通道的信号进行校准包括：根据所述幅度比和相位误差获得所述第一天线阵元通道的信号校准系数；利用所述信号校准系数对所述第一天线阵元通道的信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：高腾，王李军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十六研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33