小口径天线组阵干涉测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种小口径天线组阵干涉测量装置和方法，装置包括：左侧小口径天线组阵和右侧小口径天线组阵；所述左侧小口径天线组阵和所述右侧小口径天线组阵均包括至少一组小口径天线子组阵；所述左侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，与所述右侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，形成月球探测器干涉测量组合单元。具有以下优点：1)天线波束宽度大，可以提高月球距离目标的空域覆盖。2)通过多天线系统合成可以提高系统品质因素，并减少测量误差。3)具有良好灵活性和可扩展性。可以根据实际的需要完成小口径天线组阵天线调度，实现对多个任务支持；同时通过扩展天线组阵的规模，可以提高系统的性能。可以提高系统的性能。可以提高系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
小口径天线组阵干涉测量装置和方法


[0001]本专利技术属于航天器测控
，具体涉及一种小口径天线组阵干涉测量装置和方法。

技术介绍

[0002]月球探测器，是指对月球进行探测的无人航天器。目前，地面测量站主要采用大口径天线对月球探测器进行干涉测量。月球探测器距离地球约40万千米，相对于地球同步静止轨道航天器，其距离增加了10倍，信号衰减增大20dB，大口径天线接收月球探测器信号的品质因素较高，能够弥补空间传输距离引起的信号衰减。
[0003]随着后续月球探测任务的立项，将发射更多的月球探测器进入月球轨道，此外前期发射的月球探测器继续在月球轨道上飞行，届时将会有大量的月球探测器同时在月球轨道飞行，需要测控系统同时提供干涉测量支持，以实现同时对多个月球探测器的轨道确定。
[0004]目前，月球探测器干涉测量原理为：采用两个大口径天线，实现对月球区域的月球轨道上飞行的月球探测器的干涉测量。
[0005]此种测量方法，具有以下问题：大口径天线主波束宽度为θ，只有当月球探测器位于该主波束宽度θ所覆盖范围内时，月球探测器的信号才能够被天线接收到，从而实现干涉测量。然而，由于大口径天线的主波束宽度θ较小，对月球及附近区域轨道的覆盖面积较小，无法实现对月球及附近区域的全部覆盖，从而无法实现对月球及附近区域多个月球探测器目标的同波束干涉测量。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种小口径天线组阵干涉测量装置和方法，可有效解决上述问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]本专利技术提供一种小口径天线组阵干涉测量装置，包括左侧小口径天线组阵和右侧小口径天线组阵；
[0009]其中，所述左侧小口径天线组阵和所述右侧小口径天线组阵均包括至少一组小口径天线子组阵；所述左侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，与所述右侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，形成月球探测器干涉测量组合单元；
[0010]其中，所述小口径天线子组阵包括多个布置于地面站的具有相同测量参数的小口径天线；各组所述小口径天线子组阵包括的小口径天线的数量相同或不相同。
[0011]优选的，所述小口径天线的口径为9～15米。
[0012]优选的，每组所述小口径天线子组阵的组阵构型为Y形、螺旋形、圆形或等边三角形组阵构型。
[0013]优选的，如果每组所述小口径天线子组阵包括3的整数倍数量的小口径天线，则所述小口径天线子组阵的组阵构型为等边三角形构型，具体为：
[0014]如果所述小口径天线子组阵包括3个小口径天线，则3个小口径天线分别布置于等边三角形的顶点；
[0015]如果所述小口径天线子组阵包括6个小口径天线，则设置两个嵌套的等边三角形，分别为位于内层的第一等边三角形和位于外层的第二等边三角形；其中，第二等边三角形的各条边的中点，作为第一等边三角形的顶点；6个小口径天线，分别布置于第一等边三角形和第二等边三角形的顶点；
[0016]如果所述小口径天线子组阵包括9个小口径天线，则设置三个嵌套的等边三角形，按从内向外方向，分别为：第一等边三角形、第二等边三角形和第三等边三角形；其中，第三等边三角形的各条边的中点，作为第二等边三角形的顶点；第二等边三角形的各条边的中点，作为第一等边三角形的顶点；9个小口径天线，分别布置于第一等边三角形、第二等边三角形和第三等边三角形的顶点；
[0017]依此类推，实现对小口径天线的布置。
[0018]本专利技术还提供一种小口径天线组阵干涉测量装置的测量方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1，设左侧小口径天线组阵包括n组左侧小口径天线子组阵，分别表示为：Group1,Group2,...,Group
n
；设右侧小口径天线组阵包括m组右侧小口径天线子组阵，分别表示为：group1,group2,...,group
m
；
[0020]步骤2，各组左侧小口径天线子组阵和各组右侧小口径天线子组阵同时接收月球探测器的下行信号，并对月球探测器的下行信号进行采样；
[0021]步骤3，对于左侧小口径天线组阵中的任意左侧小口径天线子组阵，表示为：左侧小口径天线子组阵Group
i
，其中，i＝1,2,...,n；对于右侧小口径天线组阵中的任意右侧小口径天线子组阵，表示为：右侧小口径天线子组阵group
j
，其中，j＝1,2,...,m；
[0022]左侧小口径天线子组阵Group
i
和右侧小口径天线子组阵group
j
形成月球探测器干涉测量组合单元，采用以下方式，完成对月球探测器干涉测量：
[0023]步骤3.1，采用以下方式，得到左侧小口径天线子组阵Group
i
的组阵合成信号F
i
：
[0024]步骤3.1.1，左侧小口径天线子组阵Group
i
包括Q个左侧小口径天线，Q个左侧小口径天线从1开始编号，分别表示为：左侧小口径天线Wire
i1
,Wire
i2
,...,Wire
iQ
，其采样后得到的下行信号分别表示为：F
i1
,F
i2
,...,F
iQ
；
[0025]步骤3.1.2，选定第1个左侧小口径天线Wire
i1
作为参考天线，以参考天线为基准，确定组阵内其他Q
‑
1个左侧小口径天线Wire
i2
,...,Wire
iQ
相对参考天线的时延，分别为：时延t
i2
,...,t
iQ
；
[0026]步骤3.1.3，采用下式，对下行信号F
i1
,F
i2
,...,F
iQ
进行合成，得到左侧小口径天线子组阵Group
i
的组阵合成信号F
i
：
[0027][0028]其中，u＝2,...,Q，代表左侧小口径天线子组阵Group
i
中，除参考天线以外的其他Q
‑
1个左侧小口径天线的编号；
[0029]步骤3.2，采用以下方式，得到右侧小口径天线子组阵group
j
的组阵合成信号F
j
：
[0030]步骤3.2.1，右侧小口径天线子组阵group
j
包括M个右侧小口径天线，M个右侧小口径天线从1开始编号，分别表示为：右侧小口径天线Wire
j1
,Wire
j2
,...,Wire
jM
，其采样后得
到的下行信号分别表示为：F
j1
,F
j2
,...,F
jM
；
[0031]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小口径天线组阵干涉测量装置，其特征在于，包括左侧小口径天线组阵和右侧小口径天线组阵；其中，所述左侧小口径天线组阵和所述右侧小口径天线组阵均包括至少一组小口径天线子组阵；所述左侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，与所述右侧小口径天线组阵的任意小口径天线子组阵，形成月球探测器干涉测量组合单元；其中，所述小口径天线子组阵包括多个布置于地面站的具有相同测量参数的小口径天线；各组所述小口径天线子组阵包括的小口径天线的数量相同或不相同。2.根据权利要求1所述的小口径天线组阵干涉测量装置，其特征在于，所述小口径天线的口径为9～15米。3.根据权利要求1所述的小口径天线组阵干涉测量装置，其特征在于，每组所述小口径天线子组阵的组阵构型为Y形、螺旋形、圆形或等边三角形组阵构型。4.根据权利要求1所述的小口径天线组阵干涉测量装置，其特征在于，如果每组所述小口径天线子组阵包括3的整数倍数量的小口径天线，则所述小口径天线子组阵的组阵构型为等边三角形构型，具体为：如果所述小口径天线子组阵包括3个小口径天线，则3个小口径天线分别布置于等边三角形的顶点；如果所述小口径天线子组阵包括6个小口径天线，则设置两个嵌套的等边三角形，分别为位于内层的第一等边三角形和位于外层的第二等边三角形；其中，第二等边三角形的各条边的中点，作为第一等边三角形的顶点；6个小口径天线，分别布置于第一等边三角形和第二等边三角形的顶点；如果所述小口径天线子组阵包括9个小口径天线，则设置三个嵌套的等边三角形，按从内向外方向，分别为：第一等边三角形、第二等边三角形和第三等边三角形；其中，第三等边三角形的各条边的中点，作为第二等边三角形的顶点；第二等边三角形的各条边的中点，作为第一等边三角形的顶点；9个小口径天线，分别布置于第一等边三角形、第二等边三角形和第三等边三角形的顶点；依此类推，实现对小口径天线的布置。5.一种权利要求1
‑
4任一项所述的小口径天线组阵干涉测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设左侧小口径天线组阵包括n组左侧小口径天线子组阵，分别表示为：Group1,Group2,...,Group
n
；设右侧小口径天线组阵包括m组右侧小口径天线子组阵，分别表示为：group1,group2,...,group
m
；步骤2，各组左侧小口径天线子组阵和各组右侧小口径天线子组阵同时接收月球探测器的下行信号，并对月球探测器的下行信号进行采样；步骤3，对于左侧小口径天线组阵中的任意左侧小口径天线子组阵，表示为：左侧小口径天线子组阵Group
i
，其中，i＝1,2,...,n；对于右侧小口径天线组阵中的任意右侧小口径天线子组阵，表示为：右侧小口径天线子组阵group
j
，其中，j＝1,2,...,m；左侧小口径天线子组阵Group
i
和右侧小口径天线子组阵group
j
形成月球探测器干涉测量组合单元，采用以下方式，完成对月球探测器干涉测量：步骤3.1，采用以下方式，得到左侧小口径天线子组阵Group
i
的组阵合成信号F
i
：
步骤3.1.1，左侧小口径天线子组阵Group
i
包括Q个左侧小口径天线，Q个左侧小口径天线从1开始编号，分别表示为：左侧小口径天线Wire
i1
,Wire
i2
,...,Wire
iQ
，其采样后得到的下行信号分别表示为：F
i1
,F
i2
,...,F
iQ
；步骤3.1.2，选定第1个左侧小口径天线Wire
i1
作为参考天线，以参考天线为基准，确定组阵内其他Q
‑
1个左侧小口径天线Wire
i2
,...,Wire
iQ
相对参考天线的时延，分别为：时延t
i2
,...,t
iQ
；步骤3.1.3，采用下式，对下行信号F
i1
,F
i2
,...,F
iQ
进行合成，得到左侧小口径天线子组阵Group
i
的组阵合成信号F
i
：其中，u＝2,...,Q，代表左侧小口径天线子组阵Group
i
中，除参考天线以外的其他Q
‑
1个左侧小口径天线的编号；步骤3.2，采用以下方式，得到右侧小口径天线子组阵group
j
的组阵合成信号F
j
：步骤3.2.1，右侧小口径天线子组阵group
j
包括M个右侧小口径天线，M个右侧小口径天线从1开始编号，分别表示为：右侧小口径天线Wire
j1
,Wire
j2

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，陈少伍，王宏，徐得珍，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：