基于数字波束跟踪的动中通天线系统及跟踪方法_3

文档序号:9434828阅读:来源:国知局
、也可以是右旋圆极化,根据具体的应用环境选择即可。而且,具体实施时,所 有的功能单元都安装在统一的安装结构上,并安装在外壳内。天线1通过同轴电缆与双工 器2连接。
[0048] 本发明的基于数字波束跟踪的动中通天线系统对准目标卫星的跟踪方法,包括以 下步骤:
[0049] 步骤一、系统初始化:所述跟踪控制主控器11控制俯仰伺服电机14旋转,带动天 线1运动到预设的俯仰角度;
[0050] 步骤二、方位方向跟踪:所述跟踪控制主控器11控制方位伺服电机15旋转,带动 天线1在方位方向上转动扫描,卫星接收机7输出的信号经过射频发射模块5进行放大和 增益调整后,再经过双工器2进行接收与发射信号隔离后经天线1发射出去;天线1接收到 的信号经过双工器2进行接收与发射信号隔离后输出给低噪声放大器3,低噪声放大器3放 大双工器2输出的信号,一方面输出给射频接收模块6进行放大和增益调整后再输出给卫 星接收机7,另一方面输出给下变频器4,下变频器4将其接收到的信号下变频为中频信号 后,中频信号再依次经过滤波器8进行滤波处理,经过A/D转换器9进行A/D转换变成数字 信号后输出给数字波束跟踪接收机10,数字波束跟踪接收机10对其接收到的两路信号进 行数字化处理,合成和波束16、左波束17和右波束18三个数字波束,得到和波束16的功率 Pa、左波束17的功率Pb和右波束18的功率P。,并根据公式
算得到和波束16向右偏离卫星方向的角度A0,然后生成调整天线指向与卫星之间偏差 的控制信号给跟踪控制主控器11,跟踪控制主控器11控制方位伺服电机15旋转,带动天线 1跟踪卫星;其中,巾为左波束17与和波束16之间的偏转角;
[0051] 具体实施时,和波束16、左波束17和右波束18三个数字波束与卫星所在方位的 夹角关系为:如图3所示,和波束16向右偏离卫星方向A0的角度,左波束17位于和波束 16的左侧,左波束17与和波束16之间的偏转角为巾;右波束18位于和波束16的右侧,右 波束18与和波束16之间的偏转角为-巾;左波束17与右波束18之间的偏转角为2 (i> ;和 波束16、左波束17和右波束18三个数字波束之间的相对关系是固定的,所以和波束16偏 离卫星方向时,左波束17和右波束18同样偏离相同的角度。在和波束16向右偏离卫星方 向△ 9的角度时,和波束16接收到的卫星信号的位置位于对应波束的A点,对应的功率为 Pa;左波束17接收到的卫星信号的位置位于对应波束的B点,对应的功率为Pb;右波束18 接收到的卫星信号的位置位于对应波束的C点,对应的功率为P。。如图4所示,在和波束16 对准卫星方向时,A0 = 〇,和波束16接收到的卫星信号的位置位于对应波束的A点,左波 束17接收到的卫星信号的位置位于对应波束的B点,右波束18接收到的卫星信号的位置 位于对应波束的C点,B点和C点重合,和波束16的功率Pa达到最大,Pb=P。。
[0052] 步骤三、惯导跟踪:跟踪控制主控器11将步骤二中天线1跟踪卫星的位置标定为 惯导的零点位置,接收惯性测量模块13检测到的所述天线底座的姿态信号,生成控制俯仰 伺服电机14和方位伺服电机15的转动角度与速度的信号并控制俯仰伺服电机14和方位 伺服电机15旋转,俯仰伺服电机14和方位伺服电机15带动天线1跟踪卫星;同时,跟踪控 制主控器11接收导航模块12生成的对惯性测量模块13检测到的所述天线底座的姿态信 号进行校准的校准信号,校准惯性测量模块13。具体实施时,在开启动中通天线系统的同 时,惯性测量模块13就开始工作了,只是跟踪控制主控器11对惯性测量模块13输出的信 号不作处理,直到完成步骤二后才开始处理。另外,当动中通天线系统长时间没有接收信号 时,动中通天线系统进入小范围扇区扫描或重新启动。
[0053] 本实施例中,步骤二中数字波束跟踪接收机10对其接收到的两路信号进行数字 化处理,合成和波束16、左波束17和右波束18三个数字波束,得到和波束16的功率Pa、左 波束17的功率Pb和右波束18的功率P。的具体过程为:
[0054] 步骤201、两路所述数字信号处理器中,数字下变频器10-1将带通采样的中频数 字信号下变频到更低中频的信号上,下变频后的信号经过匹配滤波器10-2保留通信系统 的工作信号,去除带外干扰信号后进入移相器10-3,移相器10-3对信号进行移相后输出;
[0055] 步骤202、三个加法器10-41中的第一个加法器10-41对经过两个移相器10-3中 第一个移相器10-3移向处理后的信号和两个匹配滤波器10-2中第二个匹配滤波器10-2 输出的信号进行叠加,得到左波束17并输出给三个功率检测器10-5中的第一个功率检测 器10-5 ;三个加法器10-41中的第二个加法器10-41对两个匹配滤波器10-2输出的信号 进行叠加,得到和波束16并输出给三个功率检测器10-5中的第二个功率检测器10-5 ;三 个加法器10-41中的第三个加法器10-41对经过两个移相器10-3中第二个移相器10-3移 向处理后的信号和两个匹配滤波器10-2中第一个匹配滤波器10-2输出的信号进行叠加, 得到右波束18并输出给三个功率检测器10-5中的第三个功率检测器10-5 ;
[0056] 步骤203、三个功率检测器10-5中的第一个功率检测器10-5对其接收到的左波 束17进行功率检测,得到左波束17的功率Pb;三个功率检测器10-5中的第二个功率检测 器10-5对其接收到的和波束16进行功率检测,得到和波束16的功率Pa;三个功率检测器 10-5中的第三个功率检测器10-5对其接收到的右波束18进行功率检测,得到右波束18的 功率P。。
[0057] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于数字波束跟踪的动中通天线系统,其特征在于:包括数字波束跟踪接收机 (10)、卫星接收机(7)和与数字波束跟踪接收机(10)相接的跟踪控制主控器(11),所述数 字波束跟踪接收机(10)的输入端接有两路信号接收处理电路,每路所述信号接收处理电 路均包括依次连接的天线(1)、双工器(2)、低噪声放大器(3)、下变频器(4)、滤波器(8)和 A/D转换器(9),所述天线(1)安装在天线底座上,所述卫星接收机(7)的输入端接有射频 接收模块(6),所述卫星接收机(7)的输出端接有射频发射模块(5),所述双工器(2)与射 频发射模块(5)的输出端连接,所述射频接收模块(6)与低噪声放大器(3)的输出端连接; 所述跟踪控制主控器(11)的输入端接有导航模块(12)和惯性测量模块(13),所述跟踪控 制主控器(11)的输出端接有用于带动天线(1)跟踪卫星的俯仰伺服电机(14)和方位伺服 电机(15)。2. 按照权利要求1所述的基于数字波束跟踪的动中通天线系统,其特征在于:所述数 字波束跟踪接收机(10
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