基于数字波束跟踪的动中通天线系统及跟踪方法_2

文档序号:9434828阅读:来源:国知局
量模块检测到的所述天线底座的姿态信号,生成控制俯仰伺服电 机和方位伺服电机的转动角度与速度的信号并控制俯仰伺服电机和方位伺服电机旋转,俯 仰伺服电机和方位伺服电机带动天线跟踪卫星;同时,跟踪控制主控器接收导航模块生成 的对惯性测量模块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。
[0016] 上述的方法,其特征在于:步骤二中数字波束跟踪接收机对其接收到的两路信号 进行数字化处理,合成和波束、左波束和右波束三个数字波束,得到和波束的功率Pa、左波 束的功率Pb和右波束的功率P。的具体过程为:
[0017] 步骤201、两路所述数字信号处理器中,数字下变频器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,移相器对信号进行移相后输出;
[0018] 步骤202、三个加法器中的第一个加法器对经过两个移相器中第一个移相器移向 处理后的信号和两个匹配滤波器中第二个匹配滤波器输出的信号进行叠加,得到左波束并 输出给三个功率检测器中的第一个功率检测器;三个加法器中的第二个加法器对两个匹 配滤波器输出的信号进行叠加,得到和波束并输出给三个功率检测器中的第二个功率检测 器;三个加法器中的第三个加法器对经过两个移相器中第二个移相器移向处理后的信号和 两个匹配滤波器中第一个匹配滤波器输出的信号进行叠加,得到右波束并输出给三个功率 检测器中的第三个功率检测器;
[0019] 步骤203、三个功率检测器中的第一个功率检测器对其接收到的左波束进行功率 检测,得到左波束的功率Pb;三个功率检测器中的第二个功率检测器对其接收到的和波束 进行功率检测,得到和波束的功率Pa;三个功率检测器中的第三个功率检测器对其接收到 的右波束进行功率检测,得到右波束的功率P。。
[0020] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0021] 1、本发明动中通天线系统的结构简单,设计合理,实现及使用操作方便。
[0022] 2、本发明动中通天线系统采用了模块化的设计,灵活性高,易于扩展和更新升级, 便于研制生产系列化产品。
[0023] 3、本发明数字波束跟踪接收机处理信号的速度快,智能化程度高。
[0024] 4、本发明动中通天线系统对准目标卫星的跟踪方法步骤简单,实现方便。
[0025] 5、本发明具有快速跟踪卫星的能力和较高的跟踪精度,使动中通系统不受主站约 束始终能跟踪卫星,克服了卫星没有信标、突发式通信带来的信号不连续的问题,提高了主 站和动中通地球站的生存能力。
[0026] 6、本发明能够实现动中通天线系统的稳定跟踪,卫星跟踪效果好,适用范围广,不 局限于卫星是否有信标以及信号的调制方式,易于推广应用。
[0027] 综上所述,本发明设计合理,实现及使用操作方便,跟踪速度快,跟踪精度高,适用 范围广,易于推广应用。
[0028] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明动中通天线系统的电路原理框图。
[0030] 图2为本发明数字波束跟踪接收机的电路原理框图。
[0031] 图3为本发明数字波束跟踪的信号接收方式示意图。
[0032] 图4为本发明和波束对准卫星方向的信号接收状态示意图。
[0033] 附图标记说明:
[0034] 1 一天线; 2-双工器; 3-低噪声放大器;
[0035] 4-下变频器; 5-射频发射模块; 6-射频接收模块;
[0036]7-卫星接收机; 8-滤波器; 9一A/D转换器;
[0037] 10-数字波束跟踪接收机;10-1-数字下变频器;10-2-匹配滤波器;
[0038] 10-3-移相器; 10-4-数字波束合成器;10-41-加法器;
[0039] 10~5 一功率检测器; 10_6-通彳目接口; 11 一跟踪控制主控器;
[0040] 12-导航模块; 13-惯性测量模块; 14 一俯仰伺服电机;
[0041] 15-方位伺服电机; 16-和波束; 17-左波束;
[0042] 18-右波束。
【具体实施方式】
[0043] 如图1所示,本发明的基于数字波束跟踪的动中通天线系统,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。
[0044] 如图2所示,本实施例中,所述数字波束跟踪接收机10包括用于连接跟踪控制主 控器11的通信接口 10-6、两路分别用于对两路所述信号接收处理电路输出的信号进行数 字处理的数字信号处理器和用于将两路所述数字信号处理器输出的信号合成为三个数字 波束的数字波束合成器10-4,三个所述数字波束分别为和波束16、左波束17和右波束18, 每路所述数字信号处理器均由依次相接的数字下变频器10-1、匹配滤波器10-2和移相器 10-3组成,所述数字波束合成器10-4由三个加法器10-41组成,三个加法器10-41中的第 一个加法器10-41的两个输入端分别与两个移相器10-3中第一个移相器10-3的输出端和 两个匹配滤波器10-2中第二个匹配滤波器10-2的输出端连接,三个加法器10-41中的第 二个加法器10-41的两个输入端分别与两个匹配滤波器10-2的输出端连接,三个加法器 10-41中的第三个加法器10-41的两个输入端分别与两个匹配滤波器10-2中第一个匹配 滤波器10-2的输出端和两个移相器10-3中第二个移相器10-3的输出端连接,三个加法器 10-41的输出端各接有一个功率检测器10-5,三个功率检测器10-5的输出端均与通信接口 10-6连接。具体实施时,所述数字波束跟踪接收机10采用FPGA模块、DSP数字信号处理器 或ARM微控制器实现。
[0045] 本实施例中,所述天线1为单个的天线或由多个天线组成的阵列天线。具体实施 时,所述阵列天线为方位上或俯仰上的两个或多个天线单元。
[0046] 本实施例中,所述天线1为圆极化天线、线极化天线或椭圆圆极化天线。
[0047] 具体实施时,所述圆极化天线也可以由线极化天线合成,圆极化天线的旋向可以 是左旋圆极化
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