[發明專利]多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法

有效

• 申請號: 201711014412.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108051803B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王文政
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于包括如下步驟，利用目標軌道預報的過頂點信息，或者根據捕獲目標的動態信息，在已知目標軌跡情況下，在天線跟蹤前計算出目標過頂點的坐標，按照所計算的已知目標軌跡的過頂點的坐標，在激活區域投影面積內，按如下方式旋轉原坐標系，建立新的坐標系；在旋轉原坐標系中，以多波束球面相控陣天線的原坐標系z軸為中心，按波束指向方位方向p1旋轉坐標系，以跟蹤目標過頂點的方位角為零度，再以y軸為中心旋轉跟蹤目標俯仰角至x軸，使xoy平面與目標軌跡在同一平面，x軸指向過頂點；在自跟蹤前未知目標軌跡情況下，則根據捕獲目標的跟蹤點，按如下方式旋轉原坐標系，建立新的坐標系：在原坐標系旋轉過程中，先以原坐標系z軸為中心，按波束指向方位方向p1旋轉坐標系，以跟蹤點的方位角為零度，再以y軸為中心旋轉跟蹤目標俯仰角，使x軸指向過跟蹤點，再以跟蹤目標的運動角速度計算目標軌跡在天線球面的旋轉角，根據該旋轉角，以x軸為中心旋轉坐標系得到新的坐標系，以已知的航天器作為跟蹤目標、捕獲目標，在已知航天器運行軌跡情況下，通過已知目標的運行軌跡，在數字多波束球面相控陣天線跟蹤前計算出航天器目標過頂點，按照所計算的航天器目標的過頂點，旋轉原坐標系，建立新的坐標系，利用目標軌道預報的過頂點信息，或者根據捕獲目標的動態信息，通過坐標系變換，實現目標的等效低仰角過頂跟蹤，使球面相控陣天線能夠在航天飛行器過頂過程中保持對目標穩定跟蹤。

2.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，新建立的坐標系中xoy平面與目標軌跡在基本在同一平面，在新建坐標系下采用傳統的方位，俯仰方式劃分差陣列。

3.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，在捕獲目標時，采用傳統坐標系，當完成自跟蹤捕獲目標后，根據捕獲目標的跟蹤點，旋轉原坐標系，建立新的坐標系。

4.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，在目標相對天線位置按86度～90度仰角過頂的情況下，在原坐標系過頂點附近，跟蹤目標方位角的最大角速度為3.5*10⁵度/s，最大角加速度為0.7*10⁹度/s²；俯仰角的角速度為最大1.5度/s，最大角加速度為-2900度/s²。

5.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，在目標相對天線位置按86度～90度仰角過頂的情況下，采用旋轉坐標系時，在過頂點附近，跟蹤目標方位角的最大角速度為2.0度/s，最大角加速度為0.030度/s²；俯仰角的最大角速度為2*10^-16度/s，最大角加速度為-18*10^-14度/s²。

6.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，在目標相對天線位置按40度～86度俯仰過頂的情況下，采用原坐標系時，在過頂點附近，跟蹤目標方位角的最大角速度為22度/s，最大角加速度為6度/s²；俯仰角的最大角速度為1.3度/s，最大角加速度為-0.55度/s²。

7.如權利要求1所述的數字化多波束球面相控陣天線跟蹤目標過頂的方法，其特征在于，在目標相對天線位置按40度～86度俯仰過頂的情況下，采用旋轉坐標系時，在過頂點附近，跟蹤目標方位角的最大角速度為2.0度/s，最大角加速度為0.030度/s²；俯仰角的最大角速度為2.2*10^-3度/s，最大角加速度為-1.1*10^-4度/s²。