[發明專利]一種VICTS天線四點式跟蹤方法

有效

• 申請號: 201811381650.X
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109522658B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 雷雪;劉錚;徐志堅;高峻;陳國虎;李天鵬;胡浩明;張志勇;黃宇鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 41111 鄭州大通專利商標代理有限公司
• 代理人: 石丹丹<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明屬于衛星通信天線技術領域，特別涉及一種VICTS天線四點式跟蹤方法，首先對VICTS天線進行方向圖測試，得到波束中心根據俯仰角變化的天線遠場方向圖；然后根據天線遠場方向圖進行波束建模；最后對采集到的四點電平求差值，并利用波束建模解出目標方向相對于初始波束中心的方位角、俯仰角差值。本發明可以實現對波束中心在任意俯仰角下且目標位置與波束中心角度差小于2°內的衛星進行目標跟蹤，提高了VICTS天線跟蹤的精度和跟蹤效率。

技術領域

本發明屬于衛星通信天線技術領域，特別涉及一種VICTS天線四點式跟蹤方法。

背景技術

VICTS(可變傾角連續斷面節陣列)天線是一種新型低剖面天線，該天線通過各功能層的一維平面旋轉，實現波束的方位、俯仰二維掃描和極化角的調整與匹配。天線饋電簡單，整機縱向剖面低，具有高增益、波束掃描靈活、高機動性等特點，在衛星移動通信領域具有廣闊的應用前景。

衛星動中通天線在載體運動時波束總會偏離目標方向，這時需要跟蹤方法將波束調整到衛星的方向。傳統步進跟蹤方法效率較低，采用天線波束參數的步進方法能夠提高跟蹤效率。

VICTS天線是通過機械旋轉進行波束掃描的，一般的跟蹤方法為步進跟蹤，這種做法效率低，且在姿態變換較快時容易誤跟蹤。

發明內容

針對VICTS天線波束形狀特殊且隨俯仰角變化較大的特點，本發明提供一種VICTS天線改進的四點式跟蹤方法，基于對VICTS天線波束建模，建立了VICTS天線四點式跟蹤的步進方法，可以實現對波束中心在任意俯仰角下且目標位置與波束中心角度差小于2°內的衛星進行目標跟蹤，提高了VICTS天線跟蹤的精度和跟蹤效率。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

本發明的一種VICTS天線四點式跟蹤方法，包含以下步驟：

步驟1，對VICTS天線進行方向圖測試，得到波束中心根據俯仰角變化的天線遠場方向圖；

步驟2，根據步驟1的天線遠場方向圖進行波束建模；

步驟3，對采集到的四點電平求差值，并利用波束建模解出目標方向相對于初始波束中心的方位角、俯仰角差值。

進一步地，所述步驟2的具體實現過程如下：

對天線遠場方向圖的天線增益f、俯仰角θ、方位角φ，采用公式(1)進行橢圓拋物面建模，并求出不同波束中心俯仰角下的波束參數a、b；

其中，θ為俯仰角，φ為方位角，f為天線增益。

進一步地，利用最小二乘法求出不同波束中心俯仰角下的波束參數a、b，具體為：

首先由在波束中心方位面上對波束進行建模利用最小二乘法求出不同波束中心俯仰角下的波束參數b；

然后在波束中心俯仰面上對波束進行建模利用最小二乘法求出不同波束中心俯仰角下的波束參數a；

最后將平面模型合成公式(1)驗證方差是否在范圍內。

進一步地，所述步驟3的具體實現過程如下：

將波束中心轉動到四個等增益點的位置，其中四個等增益點為波束中心的方位面和俯仰面內1db波瓣點，采集四個等增益點的接收電平值，并求出其電平差值，根據電平差值利用公式(2)求出目標方向相對于初始波束中心的方向角差值和俯仰角差值；

其中，θ₁為俯仰角差值，φ₁為方位角差值，P_A、P_B、P_C和P_D表示A、B、C、D四個增益點的接收電平值。