[發明專利]角跟蹤系統相位增量校相方法

有效

• 申請號: 201310401599.5
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103439695A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 席文君;蘇勛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明屬于飛行器測控、衛星通信、雷達技術領域，單脈沖體制角跟蹤系統和差相位不一致性的校正方法。

背景技術

單脈沖雷達因其測角精度高，抗干擾能力強，使其得到了廣泛的應用。但隨著航天器活動區域的擴展，越來越低的接收等效噪聲溫度，越來越大的信號動態范圍，對高頻接收分系統的要求也越來越高。對高頻接收分系統的高要求，主要體現在：為滿足跟蹤要求，在接收信號動態范圍內，和差通道相位不一致性不能超過8°，幅度不一致性不能超過3dB。仿真結果顯示，單脈沖雷達和差通道相位幅度不平衡將會引起零位偏移，相位不平衡會導致測向靈敏度下降,而且會影響小信號接收時鏈路靈敏度和調整電平時系統跟蹤的穩定性。因此，雷達系統要進行高精度的跟蹤測量，必須對系統設備的和、差通道相位一致性進行嚴密地標定和校準。通過雷達系統相位標定可獲得系統誤差修正系數，并采取有效措施進行數據校準，減小或消除系統的測角誤差對測量精度的影響。通常，雷達設備需要到現場通過滿足標校條件的標校塔、射電星等協作目標的配合才能完成雷達設備的全頻段相位校準工作。

傳統的角跟蹤系統需要在工作前對標校塔上的信標信號進行和差通道相位校正工作,但在受地質條件、地理位置和周圍環境限制的特殊區域，無法修建滿足標校條件的標校塔；同時，由于射電星輻射功率和小型化地面站接收靈敏度有限，小型化地面站也無法借助射電星進行全頻段的相位校準。

新建地面站不允許建設標校塔。在沒有標校塔做依托、也無法借助射電星進行標校的情況下，如何解決小口徑天線跟蹤系統的靶場標校問題，是當前測控系統必須克服的技術難題。

發明內容

為了克服上述校相方法的應用局限，解決當前新建地面站工程建設的迫切需求，本發明針對外場無任何滿足全頻段標校條件的情況下，提出一種技術方案可行，實施方法便捷，不依賴于任何外界條件，校相精度與標校塔法相當的校相方案，以解決雙通道單脈沖體制角跟蹤系統的和差相位不一致性問題。

本發明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種角跟蹤系統相位增量校相方法，其特征在于包括如下步驟：

首先在具備遠場標校條件的試驗場地，人工控制地面站天線指向聯試場標校塔，以5MHz頻率間隔進行地面站跟蹤系統的全頻段相位標校，得到地面站和、差通道的準確相位差值，記錄校相結果；然后人工控制地面站跟蹤系統，利用地面站天線口面場配置的偏饋陣子天線進行全頻段偏饋校相，頻率間隔同樣為5MHz；再通過跟蹤地球同步衛星或近地衛星的方法，開展已知頻點下的衛星校相試驗，記錄上述校相結果供修正調用；其次，地面站設備到達工作現場安裝恢復以后，現場開展無塔條件下的全頻段偏饋校相試驗，通過對兩次偏饋校相結果的差分處理獲得相位增量修正數據，并據此估算出在軌衛星跟蹤所需要的和、差通道相位估值；然后，在衛星實際跟蹤過程中，對所裝訂的相位初值通過多次校相的方法進行進一步修正和補償，得到具備較高精度的相位增量修正值和準確的相位增量修正方向。

本發明與現有地面站雙通道單脈沖跟蹤系統普遍采用的常規校相方法相比，具有如下有益效果：

1、本發明采用雙通道跟蹤系統對塔校相、對偏饋校相、對衛星校相的方法，通過偏饋振子和滿足遠場條件下的標校塔，選擇衛星頻點和全頻段范圍內5MHz間隔分別進行校相，并對衛星進行校相，記錄校相結果；其次，設備到現場安裝恢復，對偏饋振子選擇衛星頻點和全頻段范圍內5MHz間隔校相，調整鏈路接口匹配，與之前對偏饋校相值比對進行相位修正，使2次偏饋校相頻率與相位關系一致，用修正后的相位值對衛星進行跟蹤、校相，獲取最終相位修訂值和相位修正方向。工作現場不需要建設標校塔。本發明通過偏饋和衛星進行相位傳遞的方式，只需要在聯試場完成前期的相位測試，到工作現場后進行相位增量修正，即可完成相位校準，無需其它輔助設施，容易實現。

2、由于借助聯試場對塔校相，因此標校精度與對塔校相精度相當，遠遠高于其它校相方案的校相精度。

3、在設備硬件和軟件支持環境要求方面，本發明對設備沒有任何特殊的技術要求，比當前采用的其它標校方案的保障要求更加簡單，不需要其它任何輔助條件即可實現。

4、本發明通過偏饋和衛星跟蹤方式獲取相位修正增量、修正方向，經過估算即可得到地面站系統角度跟蹤全頻段內的校相數據，經過已有項目的工程建設應用驗證，本發明可以從根本上解決新建地面站系統無塔角度標校的技術難題。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方法對本項發明作進一步說明。

圖1是雙通道跟蹤系統對塔校相方法示意圖。

圖2是雙通道跟蹤系統對偏饋校相方法示意圖。