一种双定向天线自适应对准通信方法与流程

文档序号:12129740阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种双定向天线自适应对准通信方法,包含以下步骤:

步骤1)、对地面定向天线进行方位角和俯仰角的校零;

步骤2)、对机载天线进行方位角的校零;

步骤3)、在飞行过程中,机载天线控制模块根据机载天线和地面定向天线的GPS位置信息计算机载天线方位角的目标角度θ2a;地面天线控制模块根据机载天线和地面定向天线的GPS位置信息计算地面定向天线方位角的目标角度φ2a和地面定向天线俯仰角的目标角度φ2p;

步骤4)、机载天线伺服模块根据机载天线方位角的目标角度θ2a与角度传感器反馈的机载天线的当前角度和飞机航向角度计算出旋转角度并旋转机载天线,地面天线伺服模块根据地面定向天线方位角的目标角度φ2a和俯仰角的目标角度φ2p与角度传感器反馈的地面定向天线的当前角度计算出旋转角度并旋转地面定向天线。

2.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤1包含以下步骤:

步骤1.1)、将地面定向天线放置于地面;

步骤1.2)、用水平仪将地面定向天线的俯仰角校准为零,利用GPS设备测定地面定向天线的GPS位置;

步骤1.3)、以一信标频率与地面定向天线同频的卫星作为定标卫星;

步骤1.4)、计算出定标卫星在以地面定向天线为原点的站心坐标系下的方位角度φ1a和俯仰角度φ1p,地面天线控制模块根据该方位角度φ1a和俯仰角度φ1p控制地面天线伺服模块转动地面定向天线完成方位角和俯仰角校零。

3.根据权利要求2所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤1.4)中方位角和俯仰角校零通过以下方法实现:由地面天线控制模块控制地面天线伺服模块将地面定向天线的俯仰角转至俯仰角度φ1p;由地面天线控制模块控制地面天线伺服模块将地面定向天线的方位角转至方位角度φ1a,再将地面定向天线以一固定的转速旋转地面定向天线的方位角,通过观察微波频谱仪的信标最大值调整地面定向天线的角度完成方位角和俯仰角校零。

4.根据权利要求2所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤1.3)中还包含以另一信标频率与地面定向天线同频的卫星为目标验证卫星;

所述步骤1.4)中还包含计算出目标验证卫星在以地面定向天线为原点的站心坐标系下的方位角和俯仰角,由地面天线控制模块控制地面天线伺服模块将地面定向天线的方位角转至该方位角,将地面定向天线的俯仰角转至该俯仰角,将地面定向天线以一定的转速旋转地面定向天线的方位角和俯仰角,此时通过微波频谱仪观察到的信标为最大值,表明标定结果正确。

5.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤2包含以下步骤:

步骤2.1)、将机载天线安装于飞机平台中轴线上,且0°方向指向机头位置;

步骤2.2)、机载天线外接微波信号源;微波信号源产生的信号源作为机载点频信标由机载天线以全向天线模式对外发射;

步骤2.3)、地面定向天线外接微波频谱仪;地面天线控制模块控制地面天线伺服模块以一定的转速旋转地面定向天线的方位角和俯仰角,并由地面定向天线接收机载点频信标,当微波频谱仪幅值达到最大处,记录此时地面定向天线对准机载天线的方位角为A1;

步骤2.4)、固定此时机载天线、地面定向天线的状态,地面定向天线外接微波信号源;微波信号源产生的信号源作为地面点频信标由地面定向天线对外发射;

步骤2.5)、机载天线控制模块控制机载天线伺服模块以一定的转速旋转机载天线的方位角,并由机载天线以定向天线模式接收地面点频信标,当微波频谱仪幅值达到最大处,记录此时机载天线对准地面定向天线的方位角;

步骤2.6)、校准此时机载天线的方位角等于理论值A2,完成机载天线的方位角的校零;其中理论值A2为在A1>180°时,A2=A1-180°,在A1<180°A2=A1+180°。

6.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤3)中机载天线和地面定向天线的GPS位置信息通过以下途径获得:a)地面和机载间通过数据链实时传输的遥控遥测信息,并对遥控遥测信息进行α-β平滑滤波,其中遥控遥测信息包含机载天线的GPS经纬度和高度信息、地面定向天线的GPS经纬度和高度信息;b)通过外部额外链路传输机载天线和地面定向天线的GPS位置信息。

7.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤3)中还包含机载天线控制模块根据机载天线和地面定向天线的GPS位置信息计算机载天线和地面定向天线之间的距离,当机载天线和地面定向天线之间的距离在距离阈值内时,则将机载天线切换为全向天线工作模式,否则机载天线为定向天线工作模式。

8.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤3)中机载天线方位角的目标角度通过以下方法计算:机载天线控制模块将机载天线和地面定向天线的GPS位置信息由以WGS-84椭球为参考的地心大地坐标系转换为以机载天线为站心、指向地面定向天线的站心极坐标系,计算出机载天线方位角的目标角度θ2a。

9.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述步骤3)中地面定向天线方位角的目标角度φ2a和地面定向天线俯仰角的目标角度φ2p通过以下方法计算:地面天线控制模块将地面定向天线和机载天线的GPS位置信息由以WGS-84椭球为参考的地心大地坐标系转换为以地面定向天线为站心、指向机载天线的站心极坐标系,计算出地面定向天线方位角的目标角度φ2a和俯仰角的目标角度φ2p。

10.根据权利要求1所述的一种双定向天线自适应对准通信方法,其特征在于所述机载天线的波束宽度需满足水平面内大于等于15°,俯仰面内大于等于20°。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1