本發(fā)明涉及衛(wèi)星產(chǎn)品sar載荷,具體地,涉及一種星載多頻多極化sar天線幅相誤差校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
1、相控陣天線體制是先進sar衛(wèi)星發(fā)展的方向,隨著成像性能和多通道體制、大掃描能力等需求的提升,sar天線尺寸和tr通道數(shù)量不斷增大。由此帶來以下問題:
2、(1)大尺寸天線的子板劃分越來越多。受運載包絡(luò)限制,隨著sar天線全尺寸的不斷增大,需要將其劃分為多塊機械子板,以折疊的形式收攏在整流罩內(nèi),待衛(wèi)星入軌后進行sar天線展開和鎖定,形成全陣面展開的在軌工作狀態(tài)。
3、(2)高精度天線方向圖需要高精度板間幅相標(biāo)校。sar天線多塊機械子板的劃分,使天線方向圖精度受到不同子板板間幅相一致性的影響,主要體現(xiàn)為子板平面度和板間射頻電纜帶來的幅相差異。因此,獲得高精度天線方向圖的前提是對板間幅相進行高精度標(biāo)校。
4、(3)衛(wèi)星一體化構(gòu)型帶來的總裝集成流程難題。隨著sar天線全尺寸的不斷增大,sar天線需要與衛(wèi)星結(jié)構(gòu)一體化構(gòu)型設(shè)計,必然導(dǎo)致sar天線在衛(wèi)星總裝集成過程中需要進行多次拆裝操作。對sar天線板間電纜的拆裝,必然導(dǎo)致板間幅相出現(xiàn)偏離,需要在衛(wèi)星狀態(tài)下獲取sar天線的基態(tài)測試數(shù)據(jù),以評估板間幅相偏差對系統(tǒng)性能的影響。
5、(4)現(xiàn)有天線基態(tài)數(shù)據(jù)測試方法資源需求較大,流程復(fù)雜。現(xiàn)有天線基態(tài)數(shù)據(jù)測試方法,天線陣面采用地面穩(wěn)壓電源供電,采用地面波控實現(xiàn)sar天線的波束控制,采用陣面熱電偶測溫設(shè)備進行測試期間天線陣面溫度監(jiān)控,測試前的準(zhǔn)備工作需要5至7天才能完成。
6、綜上所述,對sar天線板間幅相誤差進行補償校準(zhǔn)對保證sar系統(tǒng)性能具有重要意義。
7、專利文獻cn114185016a公開了一種多通道星載sar天線通道間幅相誤差的測量與補償方法,包括如下步驟:步驟1、測量sar天線通道間幅相誤差,具體包括:步驟1.1:獲取饋電鏈路基態(tài)誤差數(shù)據(jù);步驟1.2獲取定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差數(shù)據(jù);步驟1.3判斷定標(biāo)網(wǎng)絡(luò)誤差補償效果;步驟1.4獲取通道間誤差數(shù)據(jù);步驟2、補償sar天線通道間幅相誤差,具體包括:步驟2.1采用虛位技術(shù)存儲誤差碼;步驟2.2補償通道間幅相誤差。
8、但是該發(fā)明未明確如何獲得需要的sar天線通道間幅相誤差,另外該專利只能獲取通道間的幅相誤差,專利文獻cn114185016a適用于sar天線通道間幅相誤差的補償校準(zhǔn),而不適用于sar天線板間幅相誤差的補償校準(zhǔn)。
9、專利文獻cn115963460a公開一種輕小型衛(wèi)星sar天線板間相位誤差補償方法及系統(tǒng),包括:步驟s1:標(biāo)定喇叭天線位置,計算射頻鏈路電平,建立無線內(nèi)定標(biāo)測試狀態(tài);步驟s2:設(shè)置雷達載荷工作參數(shù)指令包模式及參數(shù),進行載荷開機成像,對載荷數(shù)據(jù)處理及分析;步驟s3:對數(shù)據(jù)處理及分析后的數(shù)據(jù)進行空間距離標(biāo)定;步驟s4:根據(jù)標(biāo)定的空間距離進行板間相位誤差計算。
10、但是,專利文獻cn115963460a測試數(shù)據(jù)誤差較大,需要進行復(fù)雜的空間距離標(biāo)定,且喇叭天線指向也會對測試數(shù)據(jù)精確度造成影響,因此造成測試可操作性差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種星載多頻多極化sar天線幅相誤差校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。
2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種星載多頻多極化sar天線幅相誤差校準(zhǔn)方法,包括:
3、步驟s1:衛(wèi)星供電及波束控制,獲取多頻多極化sar天線基態(tài)數(shù)據(jù);
4、步驟s2:按照頻段及極化分別對所述基態(tài)數(shù)據(jù)進行分析,計算sar天線補償碼;
5、步驟s3:在衛(wèi)星加電情況下,上注所述補償碼,補償sar天線板間幅相誤差;
6、步驟s4:復(fù)測補償后的sar天線基態(tài)數(shù)據(jù);
7、步驟s5:將復(fù)測得到各通道接收信號的幅度相位與出廠時基態(tài)測試各通道接收基態(tài)的幅度相位值進行比較,分析是否滿足系統(tǒng)對通道幅相誤差要求,評估天線板間幅相誤差補償效果,若是,則退出補償;若否,則執(zhí)行步驟s2。
8、優(yōu)選地,所述多頻多極化包括第一頻段第一極化、第二頻段第二極化……第n頻段第n極化;
9、使用星載電池對天線進行供電,通過星載波束控制器進行sar天線波位控制。
10、優(yōu)選地,所述步驟s1包括:
11、步驟s1.1:sar天線展開,并且保證sar天線陣面距離與平面近場測試系統(tǒng)的波導(dǎo)天線口面的距離在相應(yīng)頻段要求的近場范圍內(nèi);
12、步驟s1.2:進行衛(wèi)星及地面測試電纜連接操作、sar天線與平面近場測試系統(tǒng)平行度測量,建立第一頻段第一極化接收基態(tài)測試連接;
13、步驟s1.3:整星按要求加電,由衛(wèi)星電源給sar中央電子設(shè)備及sar天線供電,修改整星及sar分系統(tǒng)的最長工作時長限制;
14、步驟s1.4:控制sar天線工作于只接收凍結(jié)波位,sar天線溫度趨于穩(wěn)定后,測試第一頻段第一極化接收基態(tài)數(shù)據(jù);
15、步驟s1.5:第一頻段第一極化接收基態(tài)數(shù)據(jù)完成后,整星按程序斷電;
16、重復(fù)執(zhí)行步驟s1.2至步驟s1.5,直到所有的頻段級化的基態(tài)數(shù)據(jù)接受完畢。
17、優(yōu)選地,所述步驟s2包括:
18、步驟s2.1:按不同頻段及極化通道分別提取第一頻段第一極化至第n頻段第n極化通道的接收信號的幅度及相位值;
19、步驟s2.2:按頻段及極化通道比較測試所得幅度及相位與sar天線出廠時的基態(tài)測試數(shù)據(jù)的差異;
20、步驟s2.3:通過測試得到的各通道接收信號的幅度相位,與出廠時基態(tài)測試各通道接收基態(tài)的幅度相位值進行比較,計算得天線第一頻段第一極化至第n頻段第n極通道幅相補償碼。
21、優(yōu)選地,所述步驟s3中通過衛(wèi)星上注sar天線補償碼,不單獨對星載波束控制器進行操作。
22、根據(jù)本發(fā)明提供的一種星載多頻多極化sar天線幅相誤差校準(zhǔn)系統(tǒng),包括:
23、模塊m1:衛(wèi)星供電及波束控制,獲取多頻多極化sar天線基態(tài)數(shù)據(jù);
24、模塊m2:按照頻段及極化分別對所述基態(tài)數(shù)據(jù)進行分析,計算sar天線補償碼;
25、模塊m3:在衛(wèi)星加電情況下,上注所述補償碼,補償sar天線板間幅相誤差;
26、模塊m4:復(fù)測補償后的sar天線基態(tài)數(shù)據(jù);
27、模塊m5:將復(fù)測得到各通道接收信號的幅度相位與出廠時基態(tài)測試各通道接收基態(tài)的幅度相位值進行比較,分析是否滿足系統(tǒng)對通道幅相誤差要求,評估天線板間幅相誤差補償效果,若是,則退出補償;若否,則執(zhí)行模塊m2。
28、優(yōu)選地,所述多頻多極化包括第一頻段第一極化、第二頻段第二極化……第n頻段第n極化;
29、使用星載電池對天線進行供電,通過星載波束控制器進行sar天線波位控制。
30、優(yōu)選地,所述模塊m1包括:
31、模塊m1.1:sar天線展開,并且保證sar天線陣面距離與平面近場測試系統(tǒng)的波導(dǎo)天線口面的距離在相應(yīng)頻段要求的近場范圍內(nèi);
32、模塊m1.2:進行衛(wèi)星及地面測試電纜連接操作、sar天線與平面近場測試系統(tǒng)平行度測量,建立第一頻段第一極化接收基態(tài)測試連接;
33、模塊m1.3:整星按要求加電,由衛(wèi)星電源給sar中央電子設(shè)備及sar天線供電,修改整星及sar分系統(tǒng)的最長工作時長限制;
34、模塊m1.4:控制sar天線工作于只接收凍結(jié)波位,sar天線溫度趨于穩(wěn)定后,測試第一頻段第一極化接收基態(tài)數(shù)據(jù);
35、模塊m1.5:第一頻段第一極化接收基態(tài)數(shù)據(jù)完成后,整星按程序斷電;
36、重復(fù)執(zhí)行模塊m1.2至模塊m1.5,直到所有的頻段級化的基態(tài)數(shù)據(jù)接受完畢。
37、優(yōu)選地,所述模塊m2包括:
38、模塊m2.1:按不同頻段及極化通道分別提取第一頻段第一極化至第n頻段第n極化通道的接收信號的幅度及相位值;
39、模塊m2.2:按頻段及極化通道比較測試所得幅度及相位與sar天線出廠時的基態(tài)測試數(shù)據(jù)的差異;
40、模塊m2.3:通過測試得到的各通道接收信號的幅度相位,與出廠時基態(tài)測試各通道接收基態(tài)的幅度相位值進行比較,計算得天線第一頻段第一極化至第n頻段第n極通道幅相補償碼。
41、優(yōu)選地,所述模塊m3中通過衛(wèi)星上注sar天線補償碼,不單獨對星載波束控制器進行操作。
42、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
43、1、本發(fā)明采用衛(wèi)星電源為sar天線供電,衛(wèi)星波控控制sar天線工作,獲取基態(tài)數(shù)據(jù)并對sar天線幅相誤差進行精確補償,特別適用于大面積多子板的多頻多極化sar天線的板間幅相誤差補償。
44、2、本發(fā)明簡化了現(xiàn)有的幅相誤差測試流程,能夠有效地補償天線板間幅相誤差引起的相位誤差,消除了接收通道相位不一致性,抑制了成對回波的出現(xiàn),提高了圖像質(zhì)量。
45、3、本發(fā)明僅需要配置少量的地面設(shè)備及衛(wèi)星操作即可完成sar天線基態(tài)數(shù)據(jù)測試,相比現(xiàn)有補償校準(zhǔn)方法效率更高。
46、4、本發(fā)明在衛(wèi)星狀態(tài)下進行測試,因此是最接近衛(wèi)星在軌狀態(tài)的測試數(shù)據(jù),測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。