一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置

YNAO OpenIR > 射电天文研究组

	一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置
	董亮; 柏正尧; 何乐生; 汪敏; 王威廉; 施硕彪
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL201310219170.4
申请号	CN201310219170.4
	2013-06-04
申请日期	2013-06-04
公开（公告）号	CN103308767A ; CN103308767B
公开日期	2013-09-18
IPC 分类号	G01R25/00
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2016-01-20
学科领域	天文学
产权排序	1
摘要	一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置，方法以GPS中的时间信号作为控制信源的起始信号，控制天线阵中各个定标信号的控制电路配置各个信号输出芯片的初始输出相位信息，同步授权天线阵中各个单元天线的定标信号同时、同相位、同频率输出，使多个定标信号成为相干的信号。装置为硬件部分包括GPS信号接收电路，信号产生及控制电路以及相位差检测对比电路。本发明具有高效、高精度以及不需依靠经验值的优点。
主权项	一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量方法，其特征在于：将天线阵接收链路作为一个整体，通过GPS时间信号作为给阵元定标信号的起始控制信号，使得各天线单元同时输入同相位的相干信号；该信号经历整个接收模拟链路以后，通过相位检测系统将两两链路之间的相位差Δδ转化为电压差Δv，通过高精度数据采集卡采集这个电压差，在软件中转化为电位差，扣除原始的相位差δ0，即可知道现在由于温度、湿度以及形变等条件引起的相位差变化，从而可以在软件或者移相器处进行修正。根据权利要求1所述的一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量方法，其特征在于： 1）利用授时精度高达10纳秒级的GPS时钟信号作为各阵元定标信源相干输出的起始控制信号，使得各定标信源能够同时刻、同相位输出，为后端的检测提供相干信源； 2）将中心天线作为相位标准天线，用其余天线链路信号与之相比求得两两链路的相位差，将阵元的整个接收链路作为一个整体来计算其相位差； 3）利用先进的相位差检测芯片AD8302，将经接收机和传输馈线的两两阵元的定标信源信号的相位差转化为与之对应的直流电压，有利于对相位差的精准测量； 4）利用美国national instrument公司高精度数据采集卡NI921516bit量化精度4通道同步100Ksps速率采集，采集得到相位差电压信号，通过在计算机LABVIEW软件中恢复两两链路的相位差。根据权利要求1所述的一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量方法，其特征在于：在馈线输出，采用相位检测电路将两两定标信号经过不同的接收链路后的输出信号的相位差转化为电压，以天线阵中心单元为参考，即可通过电压差情况推断得到各个天线阵单元相对于中心单元的相位差。一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量方法的装置，其特征在于，该装置的硬件部分包括GPS信号接收模块、信号产生及控制电路、相位差检测对比电路；各分立部分硬件之间的连接关系如下： 1）GPS信号接收模块的电路数据输出端与信号产生及控制电路的数据接收端相连， 2）信号产生及控制电路中主控芯片与DDS的信号控制端相连；DDS信号输出端与接收机的定标信号输入端相连； 3）接收机输出端经长电缆传输后，两两为一组与相位差检测对比电路的两个模拟输入端相连； 4）相位差检测对比电路的直流检测输出端与AD采集板的模拟输出端相连。
语种	中文
专利代理人	何健
代理机构	昆明大百科专利事务所
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/11991
专题	射电天文研究组
作者单位	云南省昆明市东郊凤凰山中国科学院云南天文台
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	董亮,柏正尧,何乐生,等. 一种基于GPS和相位检测芯片的低频天线阵相位测量的方法及其装置. ZL201310219170.4[P]. 2013-06-04.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN103308767A-一种基于GPS（476KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN103308767B-一种基于GPS（617KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文