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射电天文观测的VHF(Very High frequency甚高频)天线阵测量方法中,为了天线方向图优异性和追踪不同天区射电源的准确性,相位测量技术在系统数据传输过程中起到至关重要作用。电缆的相位差是其至关重要参数之一,然而电缆受到自然环境等多种因素影响后,电缆还会产生其他预想不到的额外相位误差,修正此误差对天线阵优化方向图至关重要,而传统测量方法因其依靠不同环境经验值来修正相位误差的特点决定了其复杂度及不准确度。根据VHF天线阵相位测量原理,提出一种利用GPS(Global Positioning System)同步、同频、同相位授权天线阵进行电缆相位差检测系统。系统前端采用AD9910和GPS为核心芯片,可编程DDS(Direct Digital Synthesizer)作为测量信号,用微波开关进行天文信号与误差校准信号的选择。后端主要采用相位检测芯片AD8302及cotex-M3处理器自带的低速ADC采集卡为核心芯片。主要把接收机至天线阵阵子之间的电缆线,通过AD8302把测量电缆和定标电缆之间产生的相位差转化为对应的直流电压,再用12bit量化精度的多通道ADC采样。经过ADC收集到的数据,对其进行误差分析后,根据误差分析结果对系统进行误差修正,使系统测量误差降到最低,以满足测量精度需求。同时系统具有两种数据获取方式,分别为SD卡和直接从PC端从串口获取。考虑到系统实用性和通用性,为该系统提供了交互界面。本文的创新点主要有:1)根据VHF天线阵的测量原理,提出的利用GPS的电缆相位差检测系统,可以有效避免传统电缆相位差校准带来的额外误差和测量复杂度。2)利用GPS作为心跳时钟,由交互界面提供测量校准间隔,同步同时进行多天线阵的电缆相位差检测,可以有效消除非相干信号时的误差。3)利用ARMv7架构处理器提供了一整套包括测量、误差修正、交互界面的测量系统,可有效运用于天线阵电缆相位差校准。根据提出方法做出成品系统,并通过实测验证在不同频率测量条件下,系统所给出的电缆相位误差的精度(如300MHz信号输入下,0cm电缆之间极限误差达到了±0.012cm精度),精度完全满足天线阵相位差校准的目标。该系统尤其适用于射电天文低频天线阵的数字信号处理方法技术领域,同时也可以广泛用于相关天线阵误差修正及电缆误差测量。