角跟踪系统相位增量校相方法技术方案

本发明专利技术提出的一种角跟踪系统相位增量校相方法，旨在提供一种方法便捷，不依赖于任何外界条件，通过相位传递方式，校相精度与标校塔法相当的校相方案，利用本发明专利技术可以解决新建地面站无塔角度标校的技术难题。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：首先，在联试场，通过偏馈振子和满足远场条件下的标校塔，选择卫星频点和全频段范围内5MHz间隔，采用双通道跟踪系统分别对塔、偏馈、卫星进行校相，记录校相结果；其次，设备到现场安装恢复，对偏馈振子选择卫星频点和全频段范围内5MHz间隔校相，调整链路接口匹配，与之前对偏馈校相值比对进行相位修正，使2次偏馈校相频率与相位关系一致，用修正后的相位值对卫星进行跟踪、校相，获取最终相位修订值和相位修正方向。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出的一种，旨在提供一种方法便捷，不依赖于任何外界条件，通过相位传递方式，校相精度与标校塔法相当的校相方案，利用本专利技术可以解决新建地面站无塔角度标校的技术难题。本专利技术通过下述技术方案予以实现：首先，在联试场，通过偏馈振子和满足远场条件下的标校塔，选择卫星频点和全频段范围内5MHz间隔，采用双通道跟踪系统分别对塔、偏馈、卫星进行校相，记录校相结果；其次，设备到现场安装恢复，对偏馈振子选择卫星频点和全频段范围内5MHz间隔校相，调整链路接口匹配，与之前对偏馈校相值比对进行相位修正，使2次偏馈校相频率与相位关系一致，用修正后的相位值对卫星进行跟踪、校相，获取最终相位修订值和相位修正方向。【专利说明】
本专利技术属于飞行器测控、卫星通信、雷达
，单脉冲体制角跟踪系统和差相位不一致性的校正方法。
技术介绍
单脉冲雷达因其测角精度高，抗干扰能力强，使其得到了广泛的应用。但随着航天器活动区域的扩展，越来越低的接收等效噪声温度，越来越大的信号动态范围，对高频接收分系统的要求也越来越高。对高频接收分系统的高要求，主要体现在:为满足跟踪要求，在接收信号动态范围内，和差通道相位不一致性不能超过8°，幅度不一致性不能超过3dB。仿真结果显示，单脉冲雷达和差通道相位幅度不平衡将会引起零位偏移，相位不平衡会导致测向灵敏度下降，而且会影响小信号接收时链路灵敏度和调整电平时系统跟踪的稳定性。因此，雷达系统要进行高精度的跟踪测量，必须对系统设备的和、差通道相位一致性进行严密地标定和校准。通过雷达系统相位标定可获得系统误差修正系数，并采取有效措施进行数据校准，减小或消除系统的测角误差对测量精度的影响。通常，雷达设备需要到现场通过满足标校条件的标校塔、射电星等协作目标的配合才能完成雷达设备的全频段相位校准工作。传统的角跟踪系统需要在工作前对标校塔上的信标信号进行和差通道相位校正工作，但在受地质条件、地理位置和周围环境限制的特殊区域，无法修建满足标校条件的标校塔；同时，由于射电星辐射功率和小型化地面站接收灵敏度有限，小型化地面站也无法借助射电星进行全频段的相位校准。新建地面站不允许建设标校塔。在没有标校塔做依托、也无法借助射电星进行标校的情况下，如何解决小口径天线跟踪系统的靶场标校问题，是当前测控系统必须克服的技术难题。
技术实现思路
为了克服上述校相方法的应用局限，解决当前新建地面站工程建设的迫切需求，本专利技术针对外场无任何满足全频段标校条件的情况下，提出一种技术方案可行，实施方法便捷，不依赖于任何外界条件，校相精度与标校塔法相当的校相方案，以解决双通道单脉冲体制角跟踪系统的和差相位不一致性问题。本专利技术的上述目的可以通过以下措施来达到，一种，其特征在于包括如下步骤:首先在具备远场标校条件的试验场地，人工控制地面站天线指向联试场标校塔，以5MHz频率间隔进行地面站跟踪系统的全频段相位标校，得到地面站和、差通道的准确相位差值，记录校相结果；然后人工控制地面站跟踪系统，利用地面站天线口面场配置的偏馈阵子天线进行全频段偏馈校相，频率间隔同样为5MHz ;再通过跟踪地球同步卫星或近地卫星的方法，开展已知频点下的卫星校相试验，记录上述校相结果供修正调用；其次，地面站设备到达工作现场安装恢复以后，现场开展无塔条件下的全频段偏馈校相试验，通过对两次偏馈校相结果的差分处理获得相位增量修正数据，并据此估算出在轨卫星跟踪所需要的和、差通道相位估值；然后，在卫星实际跟踪过程中，对所装订的相位初值通过多次校相的方法进行进一步修正和补偿，得到具备较高精度的相位增量修正值和准确的相位增量修正方向。本专利技术与现有地面站双通道单脉冲跟踪系统普遍采用的常规校相方法相比，具有如下有益效果:1、本专利技术采用双通道跟踪系统对塔校相、对偏馈校相、对卫星校相的方法，通过偏馈振子和满足远场条件下的标校塔，选择卫星频点和全频段范围内5MHZ间隔分别进行校相，并对卫星进行校相，记录校相结果；其次，设备到现场安装恢复，对偏馈振子选择卫星频点和全频段范围内5MHz间隔校相，调整链路接口匹配，与之前对偏馈校相值比对进行相位修正，使2次偏馈校相频率与相位关系一致，用修正后的相位值对卫星进行跟踪、校相，获取最终相位修订值和相位修正方向。工作现场不需要建设标校塔。本专利技术通过偏馈和卫星进行相位传递的方式，只需要在联试场完成前期的相位测试，到工作现场后进行相位增量修正，即可完成相位校准，无需其它辅助设施，容易实现。2、由于借助联试场对塔校相，因此标校精度与对塔校相精度相当，远远高于其它校相方案的校相精度。3、在设备硬件和软件支持环境要求方面，本专利技术对设备没有任何特殊的技术要求，比当前采用的其它标校方案的保障要求更加简单，不需要其它任何辅助条件即可实现。4、本专利技术通过偏馈和卫星跟踪方式获取相位修正增量、修正方向，经过估算即可得到地面站系统角度跟踪全频段内的校相数据，经过已有项目的工程建设应用验证，本专利技术可以从根本上解决新建地面站系统无塔角度标校的技术难题。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和具体实施方法对本项专利技术作进一步说明。图1是双通道跟踪系统对塔校相方法示意图。图2是双通道跟踪系统对偏馈校相方法示意图。图3是双通道跟踪系统对卫星校相方法示意图。图中:I信标，2信标天线，3标校塔，4天线座，5馈源网络，6抛物面天线，7高频接收信道，8中频跟踪接收机，9地面站双通道跟踪系统，10校零变频器，11偏馈振子，12发射信道，13多功能数字基带。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方法对本项专利技术作进一步说明。参阅图1-图3。据本专利技术，联试场具备满足远场条件的标校塔，联试场地面站相对标校塔、卫星无遮挡、通视，现场地面站相对卫星无遮挡、通视。选择适合校相的同步或高轨卫星，卫星工作频点在地面系统工作频段内，并保证在联试场地和现场都可共视同一颗卫星，且卫星信号电平、空间距离满足地面设备校相要求。地面站天线指向标校塔或卫星位置进行相位校准，将地面站天线分别在方位方向和俯仰方向偏离信标4密耳，分别调节跟踪接收机方位移相器和俯仰移相器的移相值，确定并软件存储方位误差电压和俯仰误差电压最大时的移相值。标记馈源到各场放、各场放到各下变频器之间连接波导和电缆，保证到现场后连接波导和电缆不变。双通道地面跟踪系统相位增量校相方法的实施步骤主要由联试场相位测量和现场相位修正两个部分组成。在校相过程中，人工或自动记录跟踪接收机自动增益控制(AGC)电压、方位/俯仰(A/E)角误差电压、A/E相移值、跟踪零点、A/E交叉耦合等对塔、偏馈、卫星校相数据，用于数据修正。一、在联试场，进行如下3次校相过程:第一步，通过人工控制，将地面站天线指向联试场上的标校塔，地面站天线接收标校塔上信标辐射出的跟踪信号，然后在人工控制下，选择跟踪系统间隔5MHz的校相频点，在此工作状态下，采用传统方法完成地面站双通道跟踪系统的相位标校工作；第二步，通过人工控制，将地面站天线俯仰角设置为90度，接收地面站天线自带的偏馈振子辐射出的下行信号，人工设置工作状态，跟踪系统的校相频点间隔选择5MHz，再通过中频跟踪接收机读取地面站和、差通道之间的相位差值，记录校相结果；第三步，人工控制地面站天线，将地面站天线指向地球轨道同步卫星或低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角跟踪系统相位增量校相方法，其特征在于包括如下步骤：首先在具备远场标校条件的试验场地，人工控制地面站天线指向联试场标校塔，以5MHz频率间隔进行地面站跟踪系统的全频段相位标校，得到地面站和、差通道的准确相位差值，记录校相结果；然后人工控制地面站跟踪系统，利用地面站天线口面场配置的偏馈阵子天线进行全频段偏馈校相，频率间隔同样为5MHz；再通过跟踪地球同步卫星或近地卫星的方法，开展已知卫星频点下的卫星校相试验，记录上述校相结果供修正调用；其次，地面站设备到达工作现场安装恢复以后，现场开展无塔条件下的全频段偏馈校相试验，通过对两次偏馈校相结果的差分处理获得相位增量修正数据，并据此估算出在轨卫星跟踪所需要的和、差通道相位估值；然后，在卫星实际跟踪过程中，对所装订的相位初值通过多次校相的方法进行进一步修正和补偿，得到具备较高精度的相位增量修正值和准确的相位增量修正方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：席文君，苏勋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：