[发明专利]一种星载ADS-B多波束接收通道标校方法

说明书

本发明公开了一种星载ADS‑B多波束接收通道标校方法，属于星载ADS‑B技术领域。本方法利用与ADS‑B信号同频率的单载波进行发射接收，再利用数字器件对单载波进行变频处理，获取零中频信号，并对零中频信号进行累加求和平均，得到各通道相位，依次相减后得到相位差，最后经过计算得到标校相位值，并直接应用于ADS‑B信号的解调。本发明可以实现对各个阵元通道时延的精准标校，进一步提升波束合成后的合成增益，提升星载场景的信号监视范围。

技术领域

本发明涉及星载ADS-B技术领域，特别是指一种星载ADS-B多波束接收通道标校方法。

背景技术

随着世界各国航空器目标的日益增多，使用星载ADS-B监视手段完成全球航班监视已成为主用手段。但是由于星载场景的广域特性，使用单天线单波束进行监视很难做到广域的覆盖特性，因此目前国际上主流的手段是使用多波束天线完成ADS-B目标监视。这种监视的好处是，具备更远的监视特性，并可以根据区域目标的特点动态调整波束参数，完成对不同区域的分别覆盖，提升系统监视容量。

然而，由于多波束天线的多个阵元通道在设计上可能会受到阵元工艺、线缆延时、射频器件差异以及接收机板卡布线的影响，产生较为严重的时延不一致性，从而大大降低波束合成后的增益，直接导致波束覆盖范围的减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载ADS-B多波束接收通道标校方法。本方法针对星载场景ADS-B信号的多波束接收通道时延不一致的情况，实现对各个阵元通道时延的精准标校，进一步提升波束合成后的合成增益，提升星载场景的信号监视范围。

本发明的目的是这样实现的：

一种星载ADS-B多波束接收通道标校方法，包括以下步骤：

(1)对星载ADS-B多波束监视天线的多个阵元发射频率为1090MHz的单载波信号，利用后端的接收机完成接收；

(2)对接收到的各阵元的单载波信号分别进行正弦和余弦数字变频，转换为正弦和余弦零中频信号；

(3)将正弦和余弦零中频信号分别按照单载波的周期进行累加求和，并计算平均值，得到各个阵元通道的正弦相位和余弦相位；

(4)任意选定一个阵元作为基准阵元，将各个阵元通道的正弦相位和余弦相位与基准阵元的正弦相位和余弦相位作差，得到各个阵元通道的正弦相位差和余弦相位差；

(5)对各个阵元通道的正弦相位差和余弦相位差进行计算，得到每个阵元通道的相位标校值，将相位标校值的复向量与通道接收的ADS-B信号相乘，从而补偿各阵元通道的时延不一致性，完成标校。

进一步的，步骤(1)的具体方式为：

(101)利用接收机中的射频模块将1090MHz的单载波信号变频为中频信号Sⁱ(t)＝sin(2πf_ct)，中频信号频率为f_c，阵元编号i＝1...N；

(102)利用接收机的AD芯片将模拟信号转化为数字信号Sⁱ(n)＝sin(2πf_cn/F_s)，信号转换采样率为F_s，n为采样点序号。

进一步的，步骤(2)的具体方式为：

(201)将步骤(102)得到的数字信号分别与正弦和余弦载波相乘：

(202)将与载波相乘后的信号进行低通滤波处理，低通滤波器通带带宽设为4MHz，滤波后的信号为和其中为余弦零中频信号，为正弦零中频信号。

进一步的，步骤(3)的具体方式为：