阵列天线的校正装置以及校正方法制造方法及图纸

技术编号:8612826 阅读:160 留言:0更新日期:2013-04-20 02:16
为了进行使阵列天线的各系统与环境的状态变化对应的高精度的校正,校正装置(20A)校正搭载于卫星等上的阵列天线,校正装置(20A)具备:校正系数计算构件21,其计算出对阵列天线(11)所接收到的信号进行规定的信号处理而得到的多个输入信号(Xi(t,P))的相关,来计算出用于校正阵列天线的系统的权重系数(βW);和校正执行构件(27),其基于权重系数(βW)来校正阵列天线的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及搭载于卫星等的。
技术介绍
阵列天线的定向性特性以及旁瓣特性是以各阵列系统被充分校正为前提的。因此,阵列天线对每个元件独立地设定加权系数,基于此来决定定向性。作为这样的与阵列天线的校正相关的技术,在特开2004-104751号公报中公开了对基于天线间耦合的方向图失真进行补正的方法。进行该校正方法的天线装置具备补正运算部,其基于包括权重运算电路、AD/DA变换器、上变频器/下变频器、RF电路部、到天线元件为止的全部要素在内的各天线间的互感矩阵、期望的输入信号矩阵,来计算互感矩阵的逆矩阵,并将逆矩阵与期望的输入信号矩阵相乘而得到的信号矩阵作为各天线的输入信号。然后,天线装置抑制因各天线的相互耦合引起的天线辐射方向图的偏差,正确地进行自适应动作。另外,特开2004-560319号公报公开了一种阵列天线装置,其从将异种类的天线配置为电长度接近的状态起,能动地使各天线所形成的天线定向性变化。该阵列天线装置具备矩阵表,其容纳表示由没有入射角依赖性的参数所表征的各天线间的元件间耦合的矩阵;定向性合成部,其进行各天线的天线定向性合成处理;和相互耦合补偿部,其将定向性合成部所输出定向性合成矢量数据与容纳在矩阵表中的矩阵的逆矩阵相乘,输出该乘法运算结果作为对各天线的加权系数。由此,能消除天线元件间的相互耦合带来的影响,从而进行期望的天线定向性合成和到来波辨别。进而,特开2008-216152号公报公开了一种事件检测装置,即使使用窄频带作为无线信号,也能高精度地检测人的移动或门的开闭等的事件。该事件检测装置具有接收发送机所发送的电波的多个天线;将通过该多个天线接收到的信号作为接收矢量,根据该接收矢量来运算相关矩阵的相关矩阵运算单元;对通过该相关矩阵运算单元运算出的相关矩阵进行本征值展开,来运算布置信号部分空间的本征矢量的本征矢量运算单元;和检测通过该本征矢量运算单元运算出的本征矢量的随时间变化,从而来检测事件。由此,即使使用窄频带的信号,也能高精度地检测事件。先行技术文献专利文献I JP特开2001-104751号公报专利文献2 JP特开2004-560319号公报专利文献3 JP特开2008-216152号公报专利技术的概要专利技术要解决的课题但是,在上述的各专利文献I 3中,在搭载在位于轨道上的卫星等中的放大器和线缆等会受到热影响等而发生特性变化的情况下,存在无法在使通信功能动作的同时,校正因该热影响等引起的阵列天线的定向性特性和旁瓣特性的变动的问题。
技术实现思路
因此,在本专利技术中,提供能与通信功能并行进行的。用于解决课题的手段本专利技术所涉及的校正装置对配置于宇宙空间的阵列天线进行校正,具备校正系数计算构件,其接受对通过所述阵列天线接收到的信号按每个系统进行了规定的信号处理而得到的多个输入信号,计算出该多个输入信号的相关,并计算出用于校正所述阵列天线的权重系数;和校正执行构件,其基于所述权重系数来校正所述阵列天线。另外,校正方法是校正配置于宇宙空间的阵列天线的方法,具备校正系数计算步骤,接受对通过所述阵列天线接收到的信号按每个系统进行了规定的信号处理而得到的多个输入信号,计算出该多个输入信号的相关,并计算出用于校正所述阵列天线的系统的权重系数;和校正执行步骤,基于所述权重系数来校正所述阵列天线。专利技术的效果根据本专利技术,能与环境的状态变化对应地进行高精度的校正,提高了可靠性。附图说明图1是表示本专利技术的第I实施方式所涉及的阵列天线装置被搭载于卫星来与地面基地进行通信的样子的示意图。图2是第I实施方式的阵列天线装置以及校正装置的框图。图3是表示第I实施方式的天线的各系统的校正顺序的流程图。图4是表示本专利技术的第2实施方式所涉及的阵列天线装置被搭载于卫星来与地面基地进行通信的样子的示意图。图5是第2实施方式的阵列天线装置以及校正装置的框图。具体实施例方式说明本专利技术的实施方式<第I实施方式>图1是表示搭载了阵列天线装置10的卫星3等与地上基地2等的通信状态的示意图。另外,图2是包含校正装置20A的阵列天线装置10的框图。校正用信号Gl从地上基地2发送给卫星3。卫星3通过阵列天线接收校正用信号G1。然后,校正装置20A基于接收到的校正用信号Gl来计算出用于校正各天线的权重系数,来校正各天线的系统。另外,作为校正用信号Gl能例示定向无线电波,但并不限定于此。这样的阵列天线装置10包括天线11 (Ila lln)、LNA[Low Noise Amplifier,低噪声放大器]12 (12a 12n) >DNC [Down Conveter,下变频器]13 (13a 13n) >ADC [Analog/Digital Conversion,模拟 / 数字转换器]14 (14a 14n)、DBF[Digtal Beam Forming,数字波束形成器]15以及校正装置20A。并且,每一个天线11、LNA12、DNC13、ADC14形成I个系统。在图2中,不出了形成n个系统的情况。由天线11接收到的校正用信号Gl被LNA12放大,被DNC13频率变换为低频信号,之后,被ADC14变换为数字信号。在下面的说明中,以接收时刻为t,将该数字化后的信号设为输入信号Xi (t,P)。在此,后缀i表示是输入到i系统的信号。另外,符号P如后述那样,是表示由于系统的温度变化或辐射线的入射等的干扰要因而各个系统的特性发生变化的参数。即,在P = 0的情况下,表示没有外部要因的情况。校正装置20A具备计算出权重系数的校正系数计算构件21、和基于权重系数来校正阵列天线11的各系统的校正执行构件27。校正系数计算构件21具备相关矩阵计算部22、本征值计算部23、本征矢量计算部24、特性变化判断部25、和权重系数计算部26。另夕卜,如图2所示,输入信号Xi (t,P)被输入到校正装置20A和DBF15中。因此,校正装置20A与阵列天线装置10中的通信部分的动作并行地进行动作。如前面定义那样,输入信号Xi (t,P)是某时刻t的i系统的输入信号。严格来讲,输入信号Xi (t,P)是对通过天线11接收到的校正用信号Gl进行了信号处理后的即将输入到DBF15前的信号。从天线11到DBF15之间存在LNA12、DNC13、ADC14等的多个电子设备,由这些电子设备进行规定的信号处理。在卫星3是静止卫星的情况下,来自太阳的光与卫星3的位置相应地变化。其结果,例如,若按照太阳、地球、卫星的顺序排列(从卫星观察成为日蚀的状态,进入了地球的阴影的状态),则卫星的温度降低。反之,若按照太阳、卫星、地球的顺序排列,则卫星的温度升高。另外,在宇宙空间中存在各种的辐射线(阿尔法线、伽玛线等),这些辐射线也会入射到电子设备中。由于电子设备大多包含半导体器件等的电子器件,因此会因温度的变化或辐射线的入射而造成器件特性发生变化。其结果,会对DBF15输入与没有温度变化的情况或未受到辐射线辐射的情况的输入信号Xi (t,P = O)不同的输入信号Xi (t,P古O)。下面,将这样的温度或辐射线引起的特性变化记载为干扰引起的特性变化。如说明那样,电子器件等出现干扰引起的特性变化,由此电子设备的特性也发生变化。通常,若是在地面使用的电子装置,则能进行部件交换或校本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.02 JP 2010-1733381.一种校正装置,校正配置于宇宙空间的阵列天线,其特征在于,具备 校正系数计算构件,其接受对通过所述阵列天线接收到的信号按每个系统进行了规定的信号处理而得到的多个输入信号,计算出该多个输入信号的相关,并计算出用于校正所述阵列天线的权重系数;和 校正执行构件,其基于所述权重系数来校正所述阵列天线。2.根据权利要求1所述的校正装置,其特征在于, 所述校正系数计算构件具备 相关矩阵计算部,其计算出所述输入信号的相关矩阵; 本征值计算部,其计算出由所述相关矩阵计算部计算出的相关矩阵的最大本征值; 本征矢量计算部,其计算出所述最大本征值的本征矢量;和 权重系数计算部,其按照所述本征矢量的范数成为I的方式来计算出比例系数,将该比例系数与所述本征矢量的积作为权重系数而输出。3.根据权利要求2所述的校正装置,其特征在于, 所述校正装置还具备特性变化判断部,其判断所述校正装置内的电子设备是否由于干扰而发生了特性变动。4.根据权利要求1 3中任一项所述的校正装置,其特征在于, 所述校正系数计算构件搭载于卫星。5.根据权利要求1 3中任一项所述的校正装置,其特征在于, 所述校正系数计算构件设置于地上基地,从所述卫星接收所述输入信号,基于该输入信...

【专利技术属性】
技术研发人员:小石洋一
申请(专利权)人:日本电气株式会社
类型:
国别省市:

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