根據(jù)VHF天線陣列的相位測量原理，提供AD8302相位檢測芯片，用于將兩到兩個(gè)接收器元件的校準(zhǔn)源信號的相位差轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓信號，然后用12 b精確的一對一A / D采樣量化，最后分析和糾正誤差，得到糾正相位誤差的方法。
　　過驗(yàn)證系統(tǒng)在低頻（2 MHz等）和高頻（300 MHz等）測量條件下給出的電纜相位誤差的精度，例如300 MHz信號輸入，電纜之間的距離誤差達(dá)到厘米的精度。廣泛應(yīng)用于天線陣列誤差校正及相關(guān)電纜誤差測量。鍵詞：VHF;天文學(xué);相位差檢測;電纜; AD8302中圖分類號：TN820.1 5？ 34文件編號：A貨號：1004？ 373X（2017）09？ 0104？ 04總結(jié)：根據(jù)VHF相位測量的原理是使用AD8302相位檢測芯片來轉(zhuǎn)換兩個(gè)元件的縮放源信號的相位差網(wǎng)絡(luò)從接收器到傳輸電源線到相應(yīng)的直流電壓。
　　用12位量化精度進(jìn)行單通道模擬/數(shù)字采樣。經(jīng)分析并校正了誤差以實(shí)現(xiàn)相位誤差校正方法。纜相位誤差的準(zhǔn)確性由2 MHz系統(tǒng)和高頻（300 MHz）驗(yàn)證。輸入信號為300 MHz時(shí)，電纜之間距離的誤差精度可達(dá)到cm。系統(tǒng)可廣泛用于相關(guān)天線陣列的糾錯和誤差測量。VHF;天文學(xué);相位差檢測;電纜; AD8302簡介VHF（甚高頻）無線電天線系統(tǒng)具有大天線尺寸和寬分布區(qū)域（30至300 MHz頻率范圍）的特性，并從每個(gè)接收信號天線。放大之后，CN相移權(quán)重形成完整的方向圖。后，長電纜將多通道信號傳輸?shù)焦潭c(diǎn)，并將它們組合起來進(jìn)行數(shù)字量化。同的加權(quán)函數(shù)可以觀察天空不同區(qū)域的天線陣列[1]。VHF天線陣列的原理確定了相位誤差對天線陣列圖的顯著影響以及整個(gè)過程中天空區(qū)域中無線電功率的延續(xù)。位差主要由移相器和長電纜引起。統(tǒng)的測量電纜相位差的方法主要通過電纜在不同溫度和濕度變化下的經(jīng)驗(yàn)值來校正當(dāng)前的溫度，濕度等信息，但這種方法不僅僅是復(fù)雜，但也難以克服剩余電子元件引起的誤差，并且還介紹了經(jīng)驗(yàn)誤差。

　　研究的目的是設(shè)計(jì)STM32和AD8302系統(tǒng)來測量電纜的相位差在VHF天線陣列中，數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)測量電纜的相位誤差以糾正相位誤差。系統(tǒng)非常適用于射電天文VHF天線陣列的數(shù)字信號處理方法的技術(shù)領(lǐng)域。VHF天線陣列從天文觀測的觀點(diǎn)出發(fā)，VHF天線陣列的靈敏度預(yù)計(jì)將達(dá)到約100毫瓦（MJY）和圖像的空間分辨率將達(dá)到的順序弧秒。線電矩陣的靈敏度取決于矩陣的總接收表面及其幾何形狀，圖像的空間分辨率主要由一對長基線的長度和方向決定。是由于對射電天文觀測精度和靈敏度的要求，高頻天線陣一般具有天線尺寸大，分布面積大的特點(diǎn)[2]。件中涉及的VHF天線陣列包括兩個(gè)干涉測量網(wǎng)絡(luò)，距離為22 km，頻率范圍為30至80 MHz，用于觀測太陽爆發(fā)和行星無線電爆發(fā)。理相關(guān)聯(lián)的相控陣列的數(shù)字信號是從每個(gè)天線接收到的信號被連接到數(shù)字移相器的低噪聲放大器放大，并且多通道信號由長電纜傳輸?shù)揭粋€(gè)固定點(diǎn)。后，數(shù)字量化權(quán)重形成全局方向。種加權(quán)函數(shù)允許天線陣列觀察天空的不同區(qū)域。據(jù)網(wǎng)絡(luò)天線的相關(guān)知識，網(wǎng)元網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)矢量為：其中：目標(biāo)的角度，即相位調(diào)制相位調(diào)制參數(shù)它包含兩部分：由移相器引起的相位差是由長電纜引起的相位差引起的，第一個(gè)用于調(diào)整指向的相位差。線網(wǎng)絡(luò)和后者包括由電纜本身和外部環(huán)境引起的相位差，例如天氣條件。者的總相位如下：其中：是電纜本身引起的誤差;這是由于自然環(huán)境引起的誤差，很明顯這個(gè)誤差對天線網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重向量有影響，為了獲得一個(gè)必須糾正的良好天線圖錯誤[ 3？ 4]。AD8302相位檢測原理AD8302性能特性AD8302是ADI公司的芯片，用于測量2.7 GHz低頻的幅度和RF / IF相位差。部電路包含兩個(gè)精確匹配的寬帶對數(shù)檢測器，一個(gè)鑒相器，一個(gè)輸出放大器組，一個(gè)偏振單元和一個(gè)輸出參考電壓緩沖器。芯片可最大限度地減少由于高集成度引起的誤差和溫度差異。個(gè)輸入信號在50個(gè)系統(tǒng)中具有-60至0 dBm的動態(tài)范圍，輸出電平靈敏度為30 mV / dB，輸出電流為8 mA，掃描速率為25 V /μs，相位測量范圍為0°至180°C。應(yīng)時(shí)間為40到500 ns。號[5]的增益和包絡(luò)帶寬等于30 MHz。量模式AD8302的工作原理測量模式AD8302主要由三種測量模式組成，一種是控制器和一種電平比較器，主要用于測量工作模式。

　　測量模式顯示在圖1中根據(jù)來自AD8302芯片數(shù)據(jù)，如果MSET和PSET輸入引腳直接連接到芯片的反饋，測量模式的芯片將在運(yùn)行默認(rèn)斜率和中心，斜率和中心可以根據(jù)MSET和PSET進(jìn)行劃分。
　　改本文中使用的測量電路必須在默認(rèn)斜率和中心運(yùn)行。VHF和低頻條件下相位測量方程式如下：其中斜率為10 mV /（°）;中心點(diǎn)為900 mV，相當(dāng)于90°的相移; 0°至180°的相位范圍對應(yīng)于輸出電壓。圍為0到1.8 V.當(dāng)工作模式為默認(rèn)測量模式時(shí)，理想的相位響應(yīng)曲線[7到8]如圖2所示。統(tǒng)組成原理系統(tǒng)由VHF天線陣列校準(zhǔn)測量模式組成，主要實(shí)現(xiàn)方案是利用信號源向網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)信號源輸入電路供電相位信號頻率，每個(gè)網(wǎng)元天線接收信號和校準(zhǔn)信號的源信號通過微波開關(guān)連接到前置LNA，主要激活工作模式。線和校準(zhǔn)模式，并在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)天線接收鏈路的背面使用兩個(gè)功能。度員，進(jìn)入組合器，訪問微波開關(guān)，通過選擇微波開關(guān)，每次選擇兩個(gè)輸入信號進(jìn)行相位差比較，使用AD8302進(jìn)行相位檢測，相位差被轉(zhuǎn)換成電壓。AD8302采用STM32F103ZET6的12 b 12 MHz ADC采樣速率實(shí)時(shí)采集輸出電壓。特率為115，200波特的串行端口和TFTLCD顯示器用作輸出顯示窗口。系統(tǒng)原理示意圖如圖3所示。硬件硬件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，前端系統(tǒng)主要基于已經(jīng)構(gòu)建的30-80 MHz VHF天線陣列，并使用系統(tǒng)的源。
　　Agilent信號E8257D作為輸入信號。端系統(tǒng)主要使用STM32微控制器作為控制器，并使用其集成的CAN 12b作為采樣率，采樣率為12 MHz。STM32芯片有16個(gè)通道，最大轉(zhuǎn)換速率為1 MHz，1μs，最大ADC時(shí)鐘不能超過14 MHz。CAN的采樣周期有8個(gè)分類。樣周期越長，采樣精度越高。樣。樣電壓不高于3.3V。用TFTLCD LCD或薄膜晶體管，礦用電纜尺寸為2.8英寸，分辨率為320×240，支持65K彩色顯示屏接口是一個(gè)16位并行端口80.串口采用STM32的5個(gè)串口之一，帶有波特率發(fā)生器，支持同步單端和半雙工通信，支持LIN連接，支持調(diào)制解調(diào)器等。文涉及的串口采用全雙工模式。件框圖如圖4所示。軟件每2 s讀取和顯示A / D通道數(shù)據(jù)，每21μs采樣A / D采樣時(shí)間。程基于Keil MDK5作為編程平臺。件流程圖如圖5所示。了適應(yīng)不同頻率的測試，程序?qū)y試模式配置為不同頻率和外部測試按鈕控制不同測試頻率的轉(zhuǎn)換。量結(jié)果和分析系統(tǒng)使用三個(gè)頻率測試，三個(gè)不同的頻率對應(yīng)不同的精度要求。

　　了測量由諸如自然環(huán)境之類的外部因素引起的電長度和物理長度誤差，基本算法主要包括反相計(jì)算以獲得兩者的物理長度和電長度。纜。據(jù)測量電纜的狀況分析測量數(shù)據(jù)。共進(jìn)行了6系列電纜相位差檢測，即0cm，4cm，9cm，15cm，20cm和30cm。據(jù)2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz源的測量結(jié)果，基于2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz測量數(shù)據(jù)的兩根相同電纜列于表1至表4中。差分析和校正根據(jù)測量數(shù)據(jù)的分析，測量結(jié)果存在一定誤差：用Matlab分析數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)誤差是線性誤差，如圖所示6.要糾正錯誤，將線性模擬錯誤。圖7中可以看出，原因可能是引入的偏移誤差不是以模擬和數(shù)字方式處理的。條校正后的電纜基于2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz。

　　量數(shù)據(jù)見表5至表8.結(jié)論基于VHF天線陣列，本文介紹了差分測量系統(tǒng)。了糾正環(huán)境因素和其他因素引起的相位誤差，使天線陣列可以獲得良好的天線陣列，從而提高VHF。線陣列跟蹤源的精度。用AD8302在2 MHz，150 MHz和300 MHz下測量相位測量系統(tǒng)。STM32F103ZET6用作控制器來控制CAN采樣并將其顯示在TFTLCD和USART串行端口上。分析誤差后，線性調(diào)整測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)設(shè)計(jì)，對于300 MHz和350 MHz的兩種電纜長度，測量精度為1 cm，在150 MHz時(shí)達(dá)到2 cm的精度。量系統(tǒng)用于校正天線權(quán)重向量，以獲得天線陣列的理想方向和測量精度。系統(tǒng)對于數(shù)字射電天文信號的處理具有非常重要的實(shí)際重要性。
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