[发明专利]一种对天线阵列进行校准的系统及方法

说明书

本申请公开了一种对天线阵列进行校准的系统及方法，其中，系统包括：天线阵列，包括用于接收信号的多个天线单元；校准信号源装置，设置于天线阵列的观测范围内，配置用于向天线阵列间歇性地发送校准信号；以及处理器，处理器与天线阵列连接，并且配置用于执行以下操作：在第一周期从天线单元接收第一信号，其中校准信号源装置在第一周期发送校准信号；在第二周期从天线单元接收第二信号，其中校准信号源装置在第二周期停止发送校准信号；以及根据第一信号和第二信号，对从天线单元接收的观测信号进行校准。通过本系统和校准方法，获得了校准后更加准确的观测信号，并且稳定可靠，实现了对固定天线阵列实时进行信号校准。

技术领域

本申请涉及信号校准领域，特别是涉及一种对天线阵列进行校准的系统及方法。

背景技术

大型天线阵列在射电天文、军事、遥感等方面的应用非常广泛，固定不可动的天线形式具有结构简单、成本低廉等优点。一套固定的大型天线阵列系统想得到精确的被测信号信息，必须对天线系统的波束形状、偏振方向、系统增益、相位等参量进行校准。其中系统增益和相位会随系统所处的环境温度的变化而变化，这是由电子元器件的特性和信号传输链路的特性引起的，因此有必要在获取信号的同时对信号的幅度和相位进行实时校准。

通常大型天线阵列在工作过程中，可以在观测目标信号的过程中，间歇性观测已知的强射电天文源对波束形状、系统增益、相位等参量进行校准，经过解调后，可以得到精确的目标信号信息。但是，天空中的强射电天文源数量有限，尤其是对固定大型天线阵列来说，强射电天文源在二十四小时内仅有十几分钟甚至更短时间内在视场范围内可见，使得传统校准方法不可用，因此，无法在工作过程中进行实时的信号校准。

针对上述的现有技术中存在的固定天线阵列无法在工作过程中进行实时的信号校准的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种对天线阵列进行校准的系统及方法，以至少解决现有技术中存在的固定天线阵列无法在工作过程中进行实时的信号校准的技术问题。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种对天线阵列进行校准的系统，包括：天线阵列，包括用于接收信号的多个天线单元；校准信号源装置，设置于天线阵列的观测范围内，配置用于向天线阵列间歇性地发送校准信号；以及处理器，处理器与天线阵列连接，并且配置用于执行以下操作：在第一周期从天线单元接收第一信号，其中校准信号源装置在第一周期发送校准信号；在第二周期从天线单元接收第二信号，其中校准信号源装置在第二周期停止发送校准信号；以及根据第一信号和第二信号，对从天线单元接收的观测信号进行校准。

可选地，对从天线单元接收的观测信号进行校准的操作，包括：对分别从多个天线单元中的两个天线单元在第一周期接收的第一信号进行相关运算，得到第一互相关信号；对分别从两个天线单元在第二周期接收的第二信号进行相关运算，得到第二互相关信号；对从两个天线单元接收的观测信号进行相关运算，得到第三互相关信号；以及根据第一互相关信号和第二互相关信号，对第三互相关信号进行校准。

可选地，根据第一互相关信号和第二互相关信号，对第三互相关信号进行校准的操作，包括：计算第一互相关信号与第二互相关信号之间的偏差，得到偏差信号；以及计算第三互相关信号的信号值与偏差信号的信号值的比值，作为校准后的观测信号的信号值。

可选地，第一信号包括：两个天线单元所接收的未进行校准的观测信号；校准信号；以及天线阵列的系统噪声信号。

可选地，第二信号包括：两个天线单元所接收的未进行校准的观测信号；以及天线阵列的系统噪声信号。

可选地，校准信号源装置包括：信号生成单元，用于生成校准信号；时序开关，与信号生成单元连接，用于间歇性地启动信号生成单元；以及信号发射单元，与信号生成单元连接，用于发射校准信号。