一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及天线技术领域，特别是一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法及系统。该闭环跟踪方法中，先搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统，指向修正模块工作在偏置扫描模式，依据偏置波束角度信息对程序跟踪模块中相控阵天线的指向角度进行修正；闭环跟踪模块接收到零偏置波束和多个偏置波束指向下信噪比补偿模块传输的等效信噪比，并遴选出最大信噪比下对应偏置角度传输给指向修正模块；修正程序跟踪角度控制相控阵天线指向卫星；进而能够有效实现低轨卫星的闭环跟踪，可以避免相控阵天线不同俯仰角度情况下，天线增益不同带来的影响；本发明专利技术解决了现有技术中的卫星通信相控阵天线闭环跟踪的问题。天线闭环跟踪的问题。天线闭环跟踪的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法及系统


[0001]本专利技术涉及天线
，特别是一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法及系统。

技术介绍

[0002]传统的高轨通信卫星一般采用抛物面体制天线，在伺服结构驱动下，在跟踪卫星过程中天线的增益是固定不变的。开机后，抛物面天线终端通过自身位置姿态信息以及卫星的轨道信息，进行卫星的开环指向。同时高轨通信卫星一般提供信标信号，信标信号经抛物面天线接收后，传送至信标机，信标机提供信号跟踪电平反馈给抛物面天线终端，抛物面终端根据信号电平驱动伺服结构调整指向完成闭环跟踪。但低轨卫星为了提高频谱的利用效率，不提供信标信号，同时相控阵天线在跟踪过程中，在不同的俯仰角度情况下，天线的增益不同。两种情况下对相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法带来不利影响，带来跟踪性能的降低，影响卫星通信性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，解决低轨卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，包括以下步骤：
[0005]搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统：搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统包括星历预报模块、时序管理模块、载体位置及姿态模块、程序跟踪指向模块、指向修正模块、信噪比接收模块、信噪比补偿模块、闭环跟踪模块；程序跟踪指向模块、闭环跟踪模块分别与指向修正模块连接；星历预报模块、载体位置及姿态模块分别与程序跟踪指向模块连接；信噪比接收模块和信噪比补偿模块连接，信噪比补偿模块与所述闭环跟踪模块连接；时序管理模块与程序跟踪指向模块连接，时序管理模块与指向修正模块连接，时序管理模块与闭环跟踪模块连接；
[0006]通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度；
[0007]通过偏置波束修正进行波束扫描，修正后的指向角度控制相控阵天线指向卫星；
[0008]通过在天线不同指向角度下进行等效信噪比补偿；
[0009]通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正。
[0010]其中，通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正具体为：闭环跟踪模块接收到零偏置波束，和8个偏置波束指向下的等效信噪比，并遴选出最大信噪比下对应偏置角度传输给指向修正模块，指向修正模块收到闭环跟踪模块修正信息后工作在闭环跟踪修正模式，通过修正程序跟踪角度控制相控阵天线指向卫星。
[0011]其中，步骤通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度中，以当前UTC时间和秒脉冲信号作为初始时间T为基准，以Δt为间隔，程序跟踪模块获取最新卫星位置信息、载体位置
和姿态信息生成卫星的跟踪角度传输给指向修正模块。
[0012]其中，步骤通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度中，时序管理模块接收到UTC时间信息后，并以秒脉冲信号作为基准，生成卫星跟踪时序，时序间隔为Δt。
[0013]其中，在步骤通过偏置波束修正进行波束扫描中，指向修正模块工作在偏置扫描模式，依据偏置波束角度信息对程序跟踪模块中相控阵天线的指向角度进行修正，修正后的指向角度控制相控阵天线指向卫星。
[0014]其中，在步骤通过在天线不同指向角度下进行等效信噪比补偿中，信噪比接收模块获取到天线指向时的信噪比，信噪比补偿模块依据天线俯仰角查询到天线增益补偿，计算得到等效信噪比反馈至闭环跟踪模块。
[0015]其中，信噪比补偿模块依据天线俯仰角查询到天线增益补偿具体为：相控阵天线随偏离法向的俯仰角变大，天线增益下降，测试天线方向图时，在不同俯仰角，相对与(于)法线方向增益差值，生成天线增益的补偿文件。
[0016]本专利技术另一方面提供的一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统包括：依次连接的星历预报模块、时序管理模块、载体位置及姿态模块、程序跟踪指向模块、指向修正模块、信噪比接收模块、信噪比补偿模块、闭环跟踪模块。
[0017]其中，星历预报模块的用于进行低轨卫星未来时刻的位置推算；
[0018]时序管理模块用于进行卫星跟踪的时序管理和同步；
[0019]载体位置及姿态模块用于获取载体当前时刻的位置和姿态信息；
[0020]程序跟踪指向模块用于依据卫星的位置和载体的位置及姿态信息解算天线的指向角度；
[0021]指向修正模块用于完成对程序跟踪模块中相控阵天线的指向角度进行修正，控制相控阵天线波束指向；
[0022]信噪比接收模块用于获取当前卫星跟踪角度下卫星信号的信噪比；
[0023]信噪比补偿模块用于进行增益补偿，计算得到等效信噪比；
[0024]闭环跟踪模块用于遴选出最大信噪比下的偏置角度信息，用于指向角度修正。
[0025]本专利技术的有益效果如下：
[0026]应用本专利技术的技术方案，首先搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统，指向修正模块工作在偏置扫描模式，依据偏置波束角度信息对程序跟踪模块中相控阵天线的指向角度进行修正；闭环跟踪模块接收到零偏置波束和多个偏置波束指向下信噪比补偿模块传输的等效信噪比，并遴选出最大信噪比下对应偏置角度传输给指向修正模块；指向修正模块收到闭环跟踪模块修正信息后工作在闭环跟踪修正模式，修正程序跟踪角度控制相控阵天线指向卫星；进而能够有效实现低轨卫星的闭环跟踪，可以避免相控阵天线不同俯仰角度情况下，天线增益不同带来的影响；本专利技术的技术方案有效地解决了现有技术中的卫星通信相控阵天线闭环跟踪的问题。
附图说明
[0027][0028]图1为本专利技术实施例卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统的结构示意图。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本专利技术。
[0031]如图1和图2所示，本专利技术提供的卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，包括以下步骤：
[0032]搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统：相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统包括星历预报模块、时序管理模块、载体位置及姿态模块、程序跟踪指向模块、指向修正模块、信噪比接收模块、信噪比补偿模块、闭环跟踪模块；
[0033]通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度；
[0034]通过偏置波束修正进行波束扫描，修正后的指向角度控制相控阵天线指向卫星；
[0035]通过在天线不同指向角度下进行等效信噪比补偿；
[0036]通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正。
[0037]其中，程序跟踪指向模块、闭环跟踪模块分别与指向修正模块连接；星历预报模块、载体位置及姿态模块分别与程序跟踪指向模块连接；信噪比接收模块和信噪比补偿模块连接，信噪比补偿模块与所述闭环跟踪模块连接；时序管理模块与程序跟踪指向模块连接，时序管理模块与指向修正模块连接，时序管理模块与闭环跟踪模块连接。
[0038]其中，通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正具体为闭环跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：搭建相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统：相控阵天线低轨卫星闭环跟踪系统包括星历预报模块、时序管理模块、载体位置及姿态模块、程序跟踪指向模块、指向修正模块、信噪比接收模块、信噪比补偿模块、闭环跟踪模块；程序跟踪指向模块、闭环跟踪模块分别与指向修正模块连接；星历预报模块、载体位置及姿态模块分别与程序跟踪指向模块连接；信噪比接收模块和信噪比补偿模块连接，信噪比补偿模块与所述闭环跟踪模块连接；时序管理模块与程序跟踪指向模块连接，时序管理模块与指向修正模块连接，时序管理模块与闭环跟踪模块连接；通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度；通过偏置波束修正进行波束扫描，修正后的指向角度控制相控阵天线指向卫星；通过在天线不同指向角度下进行等效信噪比补偿；通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正。2.根据权利要求1所述的卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，其特征在于，通过等效信噪比比较进行闭环跟踪修正具体为：闭环跟踪模块接收到零偏置波束，和8个偏置波束指向下的等效信噪比，并遴选出最大信噪比下对应偏置角度传输给指向修正模块，指向修正模块收到闭环跟踪模块修正信息后工作在闭环跟踪修正模式，通过修正程序跟踪角度控制相控阵天线指向卫星。3.根据权利要求2所述的卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，其特征在于，步骤通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度中，以当前UTC时间和秒脉冲信号作为初始时间T为基准，以Δt为间隔，程序跟踪模块获取最新卫星位置信息、载体位置和姿态信息生成卫星的跟踪角度传输给指向修正模块。4.根据权利要求3所述的卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，其特征在于，步骤通过程序跟踪指向模块生成天线指向角度中，时序管理模块接收到UTC时间信息后，并以秒脉冲信号作为基准，生成卫星跟踪时序，时序间隔为Δt。5.根据权利要求4所述的卫通相控阵天线低轨卫星闭环跟踪方法，其特征在于，在步骤通过偏置波束修正进行波束扫描中，指向修正模...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄印，刘越，赵诚，王中林，唐晨亮，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：