发明名称 天线校正系统及方法
摘要 一种天线校正系统,主要系由一讯号源、一天线、一第一射频混波器、一第一本地振荡装置、一能量检测装置、一计算器及一伺服放大器所构成。其中,讯号源发射讯号,且由天线接收,并且与第一本地振荡装置所发射之讯号,一同输入第一射频混波器,混波降频后由能量检测装置读取讯号功率,并将读取之值传送到计算器,计算器计算及比对后,接着输出角度控制信号,并经由伺服放大器放大再驱动天线转动,直到天线对准讯号源为止,如此即可精确测出天线主波束方位及俯仰的补偿值。
申请公布号 TW573381 申请公布日期 2004.01.21
申请号 TW091136789 申请日期 2002.12.20
申请人 国防部中山科学研究院 发明人 蔡荩芝;宋亿仲
分类号 H01Q3/22 主分类号 H01Q3/22
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种天线校正系统,适用于天线系统接收及发射讯号波之波束指向的校正,至少包括:一讯号源,适于发射一第一讯号;一天线,该天线之位置系为固定,且该天线适于接收该第一讯号;一第一射频混波器,该第一射频混波器系电性连接于该天线,以使该天线得以传输该第一讯号至该射频混波器;一第一本地振荡装置,该第一本地振荡装置系电性连接于该第一射频混波器,且该第一本地振荡装置产生第二讯号,并且将该第二讯号传输至该第一射频混波器,其中该第二讯号与该第一讯号在该第一射频混波器内混波降频成第三讯号;一能量检测装置,该能量检测装置系电性连接于该第一射频混波器,以使该第一射频混波器得以传输该第三讯号至该能量检测装置,并且经由该能量检测装置而读取该第三讯号之功率;一计算器,该计算器系电性连接于该能量检测装置,以使该第三讯号之功率读取之値得以传输至该计算器,并且经由该计算器计算及比对该功率读取之値;以及一伺服放大器,该伺服放大器系电性连接于该计算器,且该功率读取之値系经由该计算器计算及比对后,该计算器即输出角度控制信号,并且经由该伺服放大器放大该角度控制信号,再驱动该天线扫描,直至该天线对准该讯号源所发射之该第一讯号为止。2.如申请专利范围第1项所述之天线校正系统,其中该第一讯号包括微波讯号。3.如申请专利范围第1项所述之天线校正系统,其中该能量检测装置具有一第二本地振荡装置,该第二本地振荡装置适于输出一讯号至第二射频混波器,至少包括:一直接数位讯号合成器,该直接数位讯号合成器用以产生一数位讯号;一数位类比转换器,该数位类比转换器系电性连接于该直接数位讯号合成器,并且将该数位讯号合成器产生之该数位讯号转换成类比讯号;一低通滤波器,该低通滤波器系电性连接于该数位类比转换器,并且将该输入之类比讯号之相对高频讯号滤除,使得该类比讯号之相对低频讯号通过该低通滤波器;以及一放大器,该放大器系电性连接于该低通滤波器,并且将该相对低频讯号放大成第四讯号,并将该第四讯号输入该第二射频混波器。4.如申请专利范围第1项所述之天线校正系统,其中该能量检测装置,适用于接收该第一射频混波器所产生之该第二讯号,至少包括:一第二本地振荡装置,该第二本地振荡装置产生一第四讯号;一第二射频混波器,该第二射频混波器系与该第二本地振荡装置电性连接,并且该第二本地振荡装置输入之第四讯号,与输入该第二射频混波器之第三讯号混波降频成第五讯号;一带通滤波器,该带通滤波器系电性连接于该第二射频混波器,以使该第二射频混波器得以传输该第五讯号至该带通滤波器,并且将该第五降频讯号之部份讯号滤除,该第五讯号未滤除之部份讯号得以通过该带通滤波器;一对数放大器,该对数放大器系电性连接于该带通滤波器,以使该带通滤波器得以传输该第五讯号未滤除之部份讯号至该对数放大器,并且该对数放大器将该第五讯号未滤除之部份讯号放大;一类比数位转换器,该类比数位转换器系电性连接于该对数放大器,以使该对数放大器得以传输该第五讯号未滤除之放大讯号,并将类比讯号转换成数位讯号;以及一微处理器,该微处理器系电性连接于该类比数位转换器,并使该数位讯号在微处理器内处理成功率数据。5.如申请专利范围第4项所述之天线校正系统,其中该第五讯号包括一中频讯号。6.一种天线系统的校正方法,适用于求取该天线系统之方位补偿角及俯仰补偿角,该校正方法之步骤包括:(a)选定一个校正点,并由大地量测精确测出其与真北0之夹角cal,并在该校正点上放置该讯号源,该讯号源所产生之讯号并为该天线所接收;(b)将该天线第一次对准该讯号源,且作10度的快速扫描(每次间距≦0.5度),并绘出所接收的功率场图,并且将该天线对准该讯号功率最大的角度;(c)将该天线第二次对准该讯号源,且以间距≦0.2度作大方位扫描,并求得该讯号功率之最大値,并且连带求得该天线与该讯号源之间的夹角p;(d)将该天线第三次对准该讯号源,并量测经过3dB衰减后之功率的位置,并且以小于0.2度之间距做小方位扫描,以量测对称波束相同功率之另一点的位置,该两点位置之算数平均数値,即为该天线波束中心对准该讯号源时的方位角度値az;(e)俯仰角度値el的执行步骤亦同该方位角度値az之执行步骤;(f)求出该az及该el,则以该天线指向的该az及该el为中心,并且以一偏移角度(=0.5)作为半径,且使该天线旋转(如同圆锥扫瞄),并将该天线所接收到的功率当成半径,且将该天线所接收之该功率画出,以形成一功率图,该功率图为一正圆及相互对称的椭圆其中之一,即表示该天线的指向位置,即为该讯号源的中心位置;(g)该cal减去该az即为方位补偿角off,其中该俯仰补偿角off可由相同的方法求出;以及(h)将该讯号源放在另一校正点之位置,且由大地量测精确测出该另一校正点二位置T,其与该真北0之间的夹角为T,并重覆步骤(b)~(f),且求得该天线与该真北0之间的夹角为ilr,且ilr≦T0.2度。图式简单说明:第1图绘示为习知天线之俯仰机械0与波束指向关系图。第2图绘示为依照本发明一较佳实施例的校正系统架构图。第3A图绘示为依照本发明一较佳实施例之能量振荡装置内之第二本地振荡装置电路图。第3B图绘示为依照本发明一较佳实施例之能量检测装置电路图。第4图绘示为各座标点相对位置图。第5图绘示为快速扫描所接收的功率场图。第6图绘示为p之位置图。第6A图绘示为p邻近位置放大图。第6B图绘示为az、az1与az2之相对位置图。第7图绘示为圆形扫描所接收的功率场图。
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