[發明專利]旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統

有效

• 申請號: 201310021598.8
• 申請日: 2013-01-07
• 公開（公告）號: CN103916145B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 趙哲;于歡歡;趙有;高鵬騏;沈鳴;楊大陶;郭效忠
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: H04B1/06
• 分類號: H04B1/06;H01Q19/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及無線電空間探測技術領域，特別涉及一種旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統。

背景技術

近年來各國加快可對空間資源的開發和利用，發射活動頻繁進行也導致了空間碎片的大量出現。空間碎片包括失效的衛星、火箭載體、操作性碎片以及爆炸產生的碎片等。空間碎片主要分布在低地球軌道和地球同步軌道上。對于地球同步軌道帶上的空間目標和空間碎片一般采用地基光學望遠鏡進行跟蹤監測，而低地球軌道上的碎片目標一般采用雷達進行觀測。但是由于雷達本身的探測能力有限，現階段僅實現了對于尺寸大于10cm的空間碎片目標的常規探測，對于小于10cm的空間碎片目標一種有效的探測方法是利用射電望遠鏡協同地基雷達系統構成雙基地探測系統。

隨著天文理論的發展以及各國對于天文事業的關注，相應的天文科學技術和大型天文設備制造技術都有極大的發展，近年來全球興建了大批的各類地基光學和射電望遠鏡系統。利用這些先進的高靈敏度、大口徑射電望遠鏡探測空間碎片目標顯著的提高了空間碎片，尤其是10cm以下的空間碎片的探測能力。傳統的射電望遠鏡一般使用單路饋源接收機系統，在將其應用到低地球軌道空間碎片的探測時，大都只能測量碎片目標的距離和位置信息，且由于空間碎片的飛行速度很大，穿越天線波束的時間很短，單次可采集的散射回波個數在幾十到幾百之間，數據量非常小。不利于對目標的軌道參數和目標散射截面積的準確估計。一種比較好的改進方法是利用射電望遠鏡巡天時所采用的多饋源接收機對碎片散射信號進行收集。但是由于為巡天所涉及的多饋源接收機一般采用7饋源或者13饋源環形排列的結構，并且波束間的間隔較大，工作期間會 產生海量的數據，回波情況復雜，事實上現有的多饋源接收機并不適合對空間碎片進行探測。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統，一種旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統，包括主饋源喇叭、主接收機；以及兩個輔助饋源喇叭，分別設置于主饋源喇叭兩側，使得兩個輔助饋源喇叭與主饋源喇叭位于射電望遠鏡的焦平面上的通一條直線；兩個輔助接收機，分別獨立連接到兩個輔助饋源喇叭，用于將輔助饋源喇叭的電磁信號轉化成數字信號輸出給信號處理單元；信號處理單元，用于處理主接收機和輔助接收機采集的數字信號；旋轉臂，連接到主饋源喇叭和兩個輔助饋源喇叭，主饋源喇叭設置在旋轉臂中心，輔助饋源喇叭設置在旋轉臂的兩端，旋轉臂可以繞中心轉動；旋轉臂控制單元，用于控制旋轉臂轉動的角度和速度。同時本發明還提出了一種基于旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統的空間碎片探測方法，包括：射電望遠鏡指向待測天區，接收波束與協同信號源波束相交在待測高度；調整旋轉饋源射電望遠鏡接收機，使主饋源和兩個輔助饋源產生的接收波束中心所在直線與天赤道的夾角固定；接收經過待測天區的空間碎片散射的協同信號源發射的電磁波，轉化成數字信號發送給信號處理單元；信號處理單元接收主接收機和輔助接收機的數字信號，提取數字信號中的空間碎片信息。

本發明所提出的旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統和基于旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統的空間碎片探測方法可以有效的提高利用射電望遠鏡估計碎片目標軌道信息和散射截面積的準確性，同時不會過分降低信息處理的效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的一種旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統結構框圖；

圖2是本發明實施例提供的一種基于旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統的空間碎片探測方法的流程圖；

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明提供的一種旋轉饋源射電望遠鏡接收機系統的實施例，如圖1所示，包括：主饋源喇叭1，位于拋物面天線的焦平面上，用于收集拋物面天線接收的無線電波信號，將無線電波轉化成微弱的模擬電信號，并傳輸給主接收機2。

主接收機2，，主接收機2與主饋源喇叭1連接，用于從主饋源喇叭1采集的模擬電信號中采集出特定頻段的信號，并轉化成數字電信號。主接收機2一般采用超外差接收結構，可以通過使用不同的本地振蕩器選擇不同的頻段信號進行下變頻等操作。主接收機2將經過放大的數字信號發送給信號處理單元8，進行集中處理。