根据VHF天线阵列的相位测量原理，提供AD8302相位检测芯片，用于将两到两个接收器元件的校准源信号的相位差转换成相应的直流电压信号，然后用12 b精确的一对一A / D采样量化，最后分析和纠正误差，得到纠正相位误差的方法。
过验证系统在低频（2 MHz等）和高频（300 MHz等）测量条件下给出的电缆相位误差的精度，例如300 MHz信号输入，电缆之间的距离误差达到厘米的精度。广泛应用于天线阵列误差校正及相关电缆误差测量。键词：VHF;天文学;相位差检测;电缆; AD8302中图分类号：TN820.1 5？ 34文件编号：A货号：1004？ 373X（2017）09？ 0104？ 04总结：根据VHF相位测量的原理是使用AD8302相位检测芯片来转换两个元件的缩放源信号的相位差网络从接收器到传输电源线到相应的直流电压。
用12位量化精度进行单通道模拟/数字采样。经分析并校正了误差以实现相位误差校正方法。缆相位误差的准确性由2 MHz系统和高频（300 MHz）验证。输入信号为300 MHz时，电缆之间距离的误差精度可达到cm。系统可广泛用于相关天线阵列的纠错和误差测量。VHF;天文学;相位差检测;电缆; AD8302简介VHF（甚高频）无线电天线系统具有大天线尺寸和宽分布区域（30至300 MHz频率范围）的特性，并从每个接收信号天线。放大之后，CN相移权重形成完整的方向图。后，长电缆将多通道信号传输到固定点，并将它们组合起来进行数字量化。同的加权函数可以观察天空不同区域的天线阵列[1]。VHF天线阵列的原理确定了相位误差对天线阵列图的显着影响以及整个过程中天空区域中无线电功率的延续。位差主要由移相器和长电缆引起。统的测量电缆相位差的方法主要通过电缆在不同温度和湿度变化下的经验值来校正当前的温度，湿度等信息，但这种方法不仅仅是复杂，但也难以克服剩余电子元件引起的误差，并且还介绍了经验误差。
研究的目的是设计STM32和AD8302系统来测量电缆的相位差在VHF天线阵列中，数据接收系统测量电缆的相位误差以纠正相位误差。系统非常适用于射电天文VHF天线阵列的数字信号处理方法的技术领域。VHF天线阵列从天文观测的观点出发，VHF天线阵列的灵敏度预计将达到约100毫瓦（MJY）和图像的空间分辨率将达到的顺序弧秒。线电矩阵的灵敏度取决于矩阵的总接收表面及其几何形状，图像的空间分辨率主要由一对长基线的长度和方向决定。是由于对射电天文观测精度和灵敏度的要求，高频天线阵一般具有天线尺寸大，分布面积大的特点[2]。件中涉及的VHF天线阵列包括两个干涉测量网络，距离为22 km，频率范围为30至80 MHz，用于观测太阳爆发和行星无线电爆发。理相关联的相控阵列的数字信号是从每个天线接收到的信号被连接到数字移相器的低噪声放大器放大，并且多通道信号由长电缆传输到一个固定点。后，数字量化权重形成全局方向。种加权函数允许天线阵列观察天空的不同区域。据网络天线的相关知识，网元网络的加权矢量为：其中：目标的角度，即相位调制相位调制参数它包含两部分：由移相器引起的相位差是由长电缆引起的相位差引起的，第一个用于调整指向的相位差。线网络和后者包括由电缆本身和外部环境引起的相位差，例如天气条件。者的总相位如下：其中：是电缆本身引起的误差;这是由于自然环境引起的误差，很明显这个误差对天线网络的权重向量有影响，为了获得一个必须纠正的良好天线图错误[ 3？ 4]。AD8302相位检测原理AD8302性能特性AD8302是ADI公司的芯片，用于测量2.7 GHz低频的幅度和RF / IF相位差。部电路包含两个精确匹配的宽带对数检测器，一个鉴相器，一个输出放大器组，一个偏振单元和一个输出参考电压缓冲器。芯片可最大限度地减少由于高集成度引起的误差和温度差异。个输入信号在50个系统中具有-60至0 dBm的动态范围，输出电平灵敏度为30 mV / dB，输出电流为8 mA，扫描速率为25 V /μs，相位测量范围为0°至180°C。应时间为40到500 ns。号[5]的增益和包络带宽等于30 MHz。量模式AD8302的工作原理测量模式AD8302主要由三种测量模式组成，一种是控制器和一种电平比较器，主要用于测量工作模式。
测量模式显示在图1中根据来自AD8302芯片数据，如果MSET和PSET输入引脚直接连接到芯片的反馈，测量模式的芯片将在运行默认斜率和中心，斜率和中心可以根据MSET和PSET进行划分。
改本文中使用的测量电路必须在默认斜率和中心运行。VHF和低频条件下相位测量方程式如下：其中斜率为10 mV /（°）;中心点为900 mV，相当于90°的相移; 0°至180°的相位范围对应于输出电压。围为0到1.8 V.当工作模式为默认测量模式时，理想的相位响应曲线[7到8]如图2所示。统组成原理系统由VHF天线阵列校准测量模式组成，主要实现方案是利用信号源向网络校准信号源输入电路供电相位信号频率，每个网元天线接收信号和校准信号的源信号通过微波开关连接到前置LNA，主要激活工作模式。线和校准模式，并在每个网络天线接收链路的背面使用两个功能。度员，进入组合器，访问微波开关，通过选择微波开关，每次选择两个输入信号进行相位差比较，使用AD8302进行相位检测，相位差被转换成电压。AD8302采用STM32F103ZET6的12 b 12 MHz ADC采样速率实时采集输出电压。特率为115，200波特的串行端口和TFTLCD显示器用作输出显示窗口。系统原理示意图如图3所示。硬件硬件实现系统中，前端系统主要基于已经构建的30-80 MHz VHF天线阵列，并使用系统的源。
Agilent信号E8257D作为输入信号。端系统主要使用STM32微控制器作为控制器，并使用其集成的CAN 12b作为采样率，采样率为12 MHz。STM32芯片有16个通道，最大转换速率为1 MHz，1μs，最大ADC时钟不能超过14 MHz。CAN的采样周期有8个分类。样周期越长，采样精度越高。样。样电压不高于3.3V。用TFTLCD LCD或薄膜晶体管，
矿用电缆尺寸为2.8英寸，分辨率为320×240，支持65K彩色显示屏接口是一个16位并行端口80.串口采用STM32的5个串口之一，带有波特率发生器，支持同步单端和半双工通信，支持LIN连接，支持调制解调器等。文涉及的串口采用全双工模式。件框图如图4所示。软件每2 s读取和显示A / D通道数据，每21μs采样A / D采样时间。程基于Keil MDK5作为编程平台。件流程图如图5所示。了适应不同频率的测试，程序将测试模式配置为不同频率和外部测试按钮控制不同测试频率的转换。量结果和分析系统使用三个频率测试，三个不同的频率对应不同的精度要求。
了测量由诸如自然环境之类的外部因素引起的电长度和物理长度误差，基本算法主要包括反相计算以获得两者的物理长度和电长度。缆。据测量电缆的状况分析测量数据。共进行了6系列电缆相位差检测，即0cm，4cm，9cm，15cm，20cm和30cm。据2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz源的测量结果，基于2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz测量数据的两根相同电缆列于表1至表4中。差分析和校正根据测量数据的分析，测量结果存在一定误差：用Matlab分析数据后，发现误差是线性误差，如图所示6.要纠正错误，将线性模拟错误。图7中可以看出，原因可能是引入的偏移误差不是以模拟和数字方式处理的。条校正后的电缆基于2 MHz，150 MHz，300 MHz和350 MHz。
量数据见表5至表8.结论基于VHF天线阵列，本文介绍了差分测量系统。了纠正环境因素和其他因素引起的相位误差，使天线阵列可以获得良好的天线阵列，从而提高VHF。线阵列跟踪源的精度。用AD8302在2 MHz，150 MHz和300 MHz下测量相位测量系统。STM32F103ZET6用作控制器来控制CAN采样并将其显示在TFTLCD和USART串行端口上。分析误差后，线性调整测量系统实现了目标设计，对于300 MHz和350 MHz的两种电缆长度，测量精度为1 cm，在150 MHz时达到2 cm的精度。量系统用于校正天线权重向量，以获得天线阵列的理想方向和测量精度。系统对于数字射电天文信号的处理具有非常重要的实际重要性。
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