偏馈无线闭环自跟踪校相系统技术方案

本发明专利技术公开的一种偏馈无线闭环自跟踪校相系统，旨在提供一种不受外界天气环境影响，快速准确检测跟踪和、差链路相对相位和相对增益变化的系统。本发明专利技术通过下述技术方案实现：航天测控系统和卫星应用系统配置的射频信号发生器输出射频信号，通过位于主反射面内的偏馈喇叭天线辐射至副反射面，依次进入馈源网络、跟踪和差链路上的低噪声放大器、下变频器，再进入跟踪基带处理器单元进行偏馈无线闭环校相得到偏馈无线闭环条件下的相对相位和灵敏度系数，在原有偏馈无线闭环校相与对星校相的相对相位和灵敏度系数的关系已知的情况下，将推算出的相对相位和灵敏度系数置入跟踪基带，基于偏馈无线闭环实现对星免校相跟踪。

【技术实现步骤摘要】
偏馈无线闭环自跟踪校相系统
本专利技术涉及一种主要应用于航天测控、卫星应用等领域内一种针对S、C、X频段卫星免校相跟踪的偏馈无线闭环自跟踪校相系统。
技术介绍
随着航天事业的快速发展，在轨卫星等航天器的数量不断增加，地面测控设备的长管任务变得日益繁重，在航天测控、卫星应用等领域，由于受到天线电轴零点漂移、设备组合更改、环境温度变化以及系统设备维修更换等多重因素的影响，系统交叉耦合指标会不断恶化，导致天线的跟踪性能下降。为了实现对卫星的实时跟踪，航天测控系统和卫星应用系统需要经常对设备跟踪和、差链路的相对相位和增益变化进行标校，因此需要一种快速简单可靠的校相方法。随着工作频段越来越高，航天测控和卫星应用逐步由S频段、C频段扩展到X频段。随着工作频段的提高，传统的对塔校相方式中对标校塔的距离和高度要求越来越高。标校塔和卫星测控、接收天线间的距离需要满足远场条件，根据远场公式2D2/λ，可计算出针对传统的12米口径天线在X频段下标校塔距天线的距离为11.5公里。天线一般最低可在仰角3°时进行标校，此时标校塔的高度为600米。可见无论是从场地选择还是成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏馈无线闭环自跟踪校相系统，包括：航天测控系统和卫星应用系统自配的射频信号发生器，航天测控系统和卫星应用系统使用的抛物面天线，安装在抛物面天线主反射面内的偏馈喇叭天线，位于天线主反射面和天线中心体内的馈源网络，中心体内的低噪声放大器和下变频器，从天线中心体到天线塔基的等长稳相电缆L1和L2，位于天线塔基的跟踪基带，其特征在于：位于天线塔基的射频信号发生器输出的射频信号经过长电缆送至安装在抛物面天线主反射面内的偏馈喇叭天线，偏馈喇叭天线辐射的射频信号经过抛物面天线的副反射面反射后，依次进入馈源网络，在馈源网络中形成跟踪和路、差路信号，和信号及差信号到达天线中心体，经天线中心体内和、差链路...

【技术特征摘要】
1.一种偏馈无线闭环自跟踪校相系统，包括：航天测控系统和卫星应用系统自配的射频信号发生器，航天测控系统和卫星应用系统使用的抛物面天线，安装在抛物面天线主反射面内的偏馈喇叭天线，位于天线主反射面和天线中心体内的馈源网络，中心体内的低噪声放大器和下变频器，从天线中心体到天线塔基的等长稳相电缆L1和L2，位于天线塔基的跟踪基带，其特征在于：位于天线塔基的射频信号发生器输出的射频信号经过长电缆送至安装在抛物面天线主反射面内的偏馈喇叭天线，偏馈喇叭天线辐射的射频信号经过抛物面天线的副反射面反射后，依次进入馈源网络，在馈源网络中形成跟踪和路、差路信号，和信号及差信号到达天线中心体，经天线中心体内和、差链路上分别串联的低噪声放大器LNA1和低噪声放大器LNA2进行放大，再经过和、差链路上的下变频器D/C1及下变频器D/C2进行下变频和放大，然后通过两根等长中频稳相电缆L1和L2送至位于天线塔基下面的跟踪基带处理单元，从而形成连接在馈源网络与跟踪基带处理单元之间的双通道自跟踪偏馈无线闭环自跟踪校相系统；通过偏馈无线闭环自跟踪校相系统对跟踪和差链路相对相位和相对增益变化进行监测，在不对星校相的情况下推算出航天测控系统或卫星应用系统跟踪和差链路的相对相位θ和灵敏度系数k，将推算出来的跟踪和差链路相对相位θ和灵敏度系数k置入跟踪基带处理单元，实现针对S、C、X频段卫星的免校相跟踪。


2.如权利要求1所述的偏馈无线闭环自跟踪校相系统，其特征在于：跟踪基带处理单元包括：连接和链路下变频器D/C的和链路自动增益控制(AGC)电路及串联的载波同步单元,连接差链路下变频器D/C的差链路自动增益控制(AGC)电路,差链路自动增益控制后连接的两个相干检波器，分别连接在两个相干检波器上并与上述载波同步单元方位支路、俯仰支路上相连的方位移相器和俯仰移相器。


3.如权利要求1所述的偏馈无线闭环自跟踪校相系统，其特征在于：跟踪基带利用和链路上的AGC控制电路输出的控制电压分别控制和差链路的增益，将AGC增益调节后的方位参考信号k0cos(wt+θ0)，送给方位鉴相器与差信号uΔ(t)进行鉴相，将AGC增益调节后的俯仰参考信号k0sin(wt+θ0)送给俯仰鉴相器与差信号uΔ(t)进行鉴相，鉴相后的方位信号经过串联的滤波器低通滤波除去高频分量后的方位角误差电压信号鉴相后的俯仰信号经过串联的滤波器低通滤波除去高频分量后的俯仰角误差电压信号其中，k0表示初始校相时置入跟踪基带的灵敏度系数，θ表示置入方位移相器和俯仰移相器的初始移相值，为和差链路的相对相位。


4.如权利要求1所述的偏馈无线闭环自跟踪校相系统，其特征在于：校相时，跟踪基带处理单元首先通过步进式调整方位移相器的相位值θ，找到使方位支路输出的角误差电压最大，然后根据定向灵敏度对灵敏度系数KAZ进行调节，将方位最大角误差电压Ua调整为一个约定的值，然后再通过步进式调整俯仰移相器的相位值θ找到使俯仰支路输出的角误差电压最大，然后根据定向灵敏度对灵敏度系数KE1进行调节，将俯仰最大角误差电压Ue调整为一个约定的值。


5.如权利要求1所述的偏馈无线闭环自跟踪校相系统，其特征在于：航天测控系统校相时，跟踪差(Δ)链路在方位上的信号跟踪差(Δ)链路在俯仰上的信号为和差链路的相对相位，跟踪∑(和)链路信号：u∑(t)＝cos(wt)，跟踪Δ(差)链路信号：左旋信号时，±取+，右旋信号时，±取-，其中：u∑(t)为和信号在时间上的函数，uΔ(t)为差信号在时间上的函数，A为差信号在方位上的幅度，E为差信号在俯仰上的幅度，w是角频率，w＝2πf,f为跟踪基带入口中频和差信号的频率。


6.如权利要求1所述的偏馈无线闭环自跟踪校相系统，其特征在于：跟踪基带处理单元进行校相得到偏馈无线闭环条件下跟...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖小兵，盛保印，周晖，张任天，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51