[发明专利]基于导航数字多波束接收阵列天线的卫星跟踪测角方法

权利要求书

1.基于导航数字多波束接收阵列天线的卫星跟踪测角方法，用于计算阵列天线接收到的卫星信号的来波方向，其特征在于：所述的阵列天线采用的是数字多波束接收正方形面阵阵列天线中的L型阵列，其中相互垂直的两个线阵分别为子阵X和子阵Y，其相交于参考阵元，每个阵元对应连接一个接收通道；具体包括以下步骤：

①阵列天线所接收到得信号，经过下变频到中频后，经过A/D采样得到的采样信号，对采样得到的数字中频信号进行正交下变频获得数字基带I、Q信号，并将数字基带I、Q信号构成时域复采样信号；

②利用其中基准通道得到的时域复采样信号进行捕获跟踪从而完成解扩跟踪处理，并采用基准通道已经跟踪上的本地伪码和本地载波来对非基准通道信号进行处理，非基准通道不再独立捕获跟踪；其中，基准通道为与参考阵元对应连接的一个接收通道；

③各个接收通道的信号均同步完成了解扩处理后，采用基准通道与非基准通道I、Q信号共轭相乘的方法提取基准通道与非基准通道的相位差；

④对阵列天线的各通道进行空间方向性标校和有线标校，从而得到仅与天线相关与接收通道无关的子阵X的空间误差矩阵ρ_X和子阵Y的空间误差矩阵ρ_Y；

⑤利用子阵X的空间误差矩阵ρ_X和子阵Y的空间误差矩阵ρ_Y分别用来修正X子阵和Y子阵的理论阵列流形，分别得到子阵X和子阵Y的修正阵列流形g_X′和g_Y′；

⑥用矢量分析仪测量子阵X和子阵Y的有线通道部分的相位差和幅度，得到两个子阵的有线误差矩阵Γ_X和Γ_Y，

⑦再经过空间误差矩阵g_X′和g_Y′和有线误差Γ_X和Γ_Y修正后得到最终阵列流形g_X和g_Y；

⑧利用MUSIC经典谱估计算法得到X子阵和Y子阵的来波方向θ_X和θ_Y，最后利用L型阵列中X子阵和Y子阵相互垂直的特性，求得信号相对应整个L型阵列的来波方向θ和其中θ为来波的俯仰角，为来波的方位角。

2.根据权利要求1所述的基于导航数字多波束接收阵列天线的卫星跟踪测角方法，其特征在于：步骤③中基准通道与非基准通道的相位差的计算公式如下：

φ=arctansin(φ)cos(φ)=I1Q2-I2Q1I1I2+Q1Q2]]>

上式中，φ表示非基准通道与基准通道的相位差，I₁代表非基准通道的I支路相关积累值，Q₁代表非基准通道的Q支路相关积累值，I₂代表基准通道的I支路相关积累值，Q₂代表基准通道的Q支路相关积累值。

3.根据权利要求1所述的基于导航数字多波束接收阵列天线的卫星跟踪测角方法，其特征在于步骤④中对阵列天线的各通道进行空间方向性标校和有线标校的具体实现条件为：在微波暗室内，利用3轴转台、矢量分析仪、发射天线和模拟源，并且接收和发射天线满足远场条件。