[發(fā)明專利]衛(wèi)星測運控系統(tǒng)地面站免校相跟蹤系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010609980.0
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111884704B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 盛保印;肖小兵;張任天;周暉
• 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: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明公開的一種衛(wèi)星測運控系統(tǒng)地面站免校相跟蹤系統(tǒng)，旨在提供一種不受外界天氣環(huán)境影響的免校相跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：天線饋源網(wǎng)絡通過和、差鏈路分別連接兩路鏈路上順次串聯(lián)的定向耦合器、低噪聲放大器和下變頻器，功分器通過等長電纜分別連接和鏈路定向耦合器、差鏈路定向耦合器形成連接在線饋源網(wǎng)絡與跟蹤基帶處理單元之間的射頻有線閉環(huán)校相系統(tǒng)；射頻信號產(chǎn)生器產(chǎn)生射頻信號，通過天線中心體內置功分器一分為二后分別送至和、差鏈路低噪聲放大器、下變頻器，跟蹤基帶處理單元基于射頻有線閉環(huán)計算出相對相位和靈敏度系數(shù)，對地面站跟蹤和鏈路、差鏈路間相對相位和相對增益進行有效監(jiān)測，實現(xiàn)多個頻段衛(wèi)星的免校相跟蹤。

技術領域

本發(fā)明涉及一種主要應用于衛(wèi)星測運控系統(tǒng)地面站的監(jiān)測跟蹤鏈路相對相位和靈敏度系數(shù)變化的系統(tǒng)，主要針對執(zhí)行S、C、X頻段衛(wèi)星任務的衛(wèi)星測運控系統(tǒng)地面站。

背景技術

跟蹤接收機是航天測控、衛(wèi)星應用及航天測運控系統(tǒng)地面站的一個重要組成部分。它是用來實時提取航天測控拋物面天線跟星過程中的角度誤差信息，轉換成角誤差電壓送給伺服系統(tǒng)驅動天線的指向更靠近目標，使天線完成對目標的連續(xù)跟蹤，保證測量通信的工作不問斷的設備。步進跟蹤接收機只需要和信號即可跟蹤目標，但其跟蹤精度跟蹤速度往往不能滿足苛刻的實際需要，只能在跟蹤同步衛(wèi)星等少數(shù)要求不高的場合應用，為了滿足對低軌大動態(tài)衛(wèi)星的跟蹤需要，除了和信號外，經(jīng)常需要給跟蹤接收機單獨提供反映天線偏移狀況的差信號，以滿足角跟蹤天線系統(tǒng)在跟蹤精度、跟蹤速度的需要。

常見的雷達跟蹤體制有圓錐掃描體制和單脈沖體制。圓錐掃描體制是一種早期的雷達自跟蹤體制，它的角誤差信號是通過偏離瞄準軸的波束沿該軸高速掃描獲得的。再通過兩個正交的相敏檢波，檢波后就可以得到方位和俯仰誤差電壓信號。這兩個信號分別送方位、俯仰伺服支路，分別控制天線逼近目標，實現(xiàn)對目標的跟蹤。圓錐掃描體制的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，一個缺點是因為瞄準軸偏離波束最大值點，跟蹤時不是電軸指向目標導致天線增益利用不充分，系統(tǒng)增益底。另一個缺點是因為角誤差信號靠波束掃描形成，任何回波幅度起伏都會引入附加的角誤差信號，導致跟蹤精度低。單脈沖跟蹤體制是一種同時波瓣轉換系統(tǒng)，能在一個脈沖內確定目標的方位誤差和俯仰誤差，最早用于脈沖雷達，后用于連續(xù)波雷達中。該體制現(xiàn)在廣泛應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)地面站以及星間通信系統(tǒng)中。單脈沖跟蹤體制中，回波的角誤差信號是通過測量各波束間的相對振幅或相對相位來得到的。單脈沖跟蹤體制采用多喇叭饋源照射器照射天線(反射面)，在空間同時形成兩兩相交的鏡像對稱的多個波束，然后再用饋源網(wǎng)絡把各波束收到的回波信號進行合成得到和波束、方位和俯仰差波束信號、這個差波束信號就是方位誤差信號和俯仰誤差信號。也可以利用多模饋源喇叭照射天線，利用其各次模的振幅特性，如基模(TE₁₁模)的振幅分布為單峰特性，高次模(TE₂₁模)的振幅分布為雙峰特性，分別將兩個模去除，以基次模作為和波束信號，高次模作為差波束信號，同樣可得到方位誤差和俯仰誤差信號。從上述兩種實現(xiàn)和差比幅脈沖的方法來看，都需要有復雜的單脈沖跟蹤網(wǎng)絡，插損增加，效率降低。因而引起整個天線效率有一定的降低。但和圓錐掃描體制比較，具有天線增益利用充分，跟蹤精度高等突出優(yōu)點。所以和差比幅單脈沖技術，在大型跟蹤測控系統(tǒng)中得到廣泛應用。