四单元短背射式自跟踪天线的研制和分析

文章介绍了一种新型的Ｓ波段四单元短背射单通道单脉冲（ＳＣＭ）自跟踪天线系统。单元天线采用了高增益、宽频带改进型正交极化的短背射天线。简述了天线系统工作原理和设计方法，提出了ＳＣＭ天线系统调试的相位测试法。并对天线系统进行了理论分析，对系统主要电气指标如和差方向图、差方向图零点位置、零深、分离角及左右旋零点不一致性等给出理论计算公式，实测结果表明这些公式可用于工程设计。系统增益Ｇ≥２２ｄＢ，大于１５％的带宽内ＶＳＷＲ≤１．５，零深度Ｚｄ≤－３０ｄＢ，左右旋零点不一致动△Φ≤０．２０°，天线质量Ｗ≤１８ｋｇ。     

S波段5m遥测自跟踪天线

介绍ＹＱ－３１１Ｓ波段５ｍ遥测自跟踪天线，其照射器为五单元十字交叉振子阵，菱形分布，中心单元采用带腔体的十字交叉振子．馈源网络为微带集成电路构成的单通道单脉冲和差形成网络．文中简要介绍了该天线系统的技术特点、组成、工作原理、主要关键技术和技术指标．     

S波段宽频带和差器

在微波复合介质基片上设计和研制了Ｓ波段频带和差器和三环和差器。文中根据微波网络理论，设计分析了工艺简单的新型的９０°微带移相器的宽带性能，采用内接匹配负载技术，计算机优化设计技术，实现了和差器微带化，集成化。确保了器件易加工，重复性好，性能优良。所研制的单环和差器和三环和差器已应用于Ｓ波段单通道单脉冲遥测自跟踪天馈系统主天线和引导天线之中，取得了良好的效果。     

螺旋馈源小抛物面天线的技术设计

现代国际遥测射频技术已进入微波波段(特别是 S 波段)。在常规箭弹兵器遥测系统中,要求地面站天线灵活机动、小巧轻便。本文介绍的螺旋馈源小抛物面天线即有高增益、宽频带和圆极化接收的特点,同时又符合以上要求,它将成为常规兵器微波遥测系统中的一种理想的实用天线。     

X波段宽带单通道单脉冲双圆极化自跟踪天馈系统的研究

在国内首次成功研制7~12GHz宽频带单通道单脉冲自跟踪天线的基础上,对X波段宽带单通道单脉冲双圆极化自跟踪天馈系统进行研究。研究内容包括宽频带六单元照射器的设计、波束形成网络及跟踪原理的设计分析和单通道变换网络的调制与解调原理。同时,对宽频带照射器的测试、馈源和差网络的调试和天馈系统外场联调进行详细说明,并给出仿真和实验结果。测试结果非常理想,达到了设计要求。     

和差信号校相残差对星载自跟踪系统的影响

星载自跟踪系统由于其特殊的工作环境，易产生和差信号的校相残差，从而影响系统跟踪性能，严重时甚至会导致跟踪无法收敛，因此，研究其对自跟踪系统的影响规律，具有实际工程指导意义。由于实际系统具有惯性延时、非线性等特点，无法使用纯数学方法分析和差信号校相残差对自跟踪的影响。本文采用了数学分析结合仿真分析的方法，首先使用数学方法分析了校相残差对无惯性延时理想系统的影响，得到了校相残差对跟踪轨迹、收敛速度的影响规律。然后，结合星载自跟踪系统负载跟踪速度较低的特点，建立并简化了自跟踪系统仿真模型。仿真结果显示，实际系统相对于无惯性延时的理想系统，校相残差的影响更显著，但跟踪轨迹、变化规律相同；同时也验证了理论分析的正确性。结论表明，随着校相残差从零逐渐变大，跟踪轨迹由直线收敛、螺旋收敛、圆形环绕变为螺旋发散直至直线发散；校相残差对自跟踪系统的影响大小主要由控制系统惯性延时和开环增益决定，惯性延时、开环增益越大收敛速度越慢直至发散。     

我国TDRS天线捕获跟踪指向系统设计中的几个问题

跟踪与数据中继卫星系统（ＴＤＲＳＳ）星间链路中最重要的一个问题是ＴＤＲＳ星上天线捕获跟踪指向系统的开发研究。本文在文献「２」「３」「４」的基础上，提出了中国实验跟踪与数据中继卫星（ＣＴＤＲＳ）天线捕获跟踪系统设计中的几个问题进行分析。     

遥感卫星地面接收系统跟踪技术

在跟踪卫星期间，天线电轴应始终对准卫星，若对不准，将导致接收信号质量变差，甚至收不到卫星信号，这项工作由自动跟踪系统完成．中国科学院遥感卫星地面站接收系统为Ｘ／Ｓ双波段自动跟踪系统，采用单通道跟踪技术，主要接收Ｌａｎｄｓａｔ—５，同时还接收其它遥感卫星．本文对天线系统结构，ＲＦ系统工作原理，单通道跟踪技术、Σ与△信号问的相位差对自动跟性能的影响，实际运行跟踪操作等作了简介．研究表明，跟踪信号中包含的误差信息幅度与Σ和△间的相位差△Φ呈余弦关系．为确保自动跟踪工作处于最佳状态，Σ和△间相位必须严格保持一致。该系统对即将入轨运行的Ｌａｎｄｓａｔ—７和我国的ＺＹ—１等遥感卫星，具备兼容跟踪接收能力．     

双色副面组合馈电技术应用实例

CBERS遥感卫星地面接收系统为X/S双波段自动跟踪系统。介绍该系统天线馈源的工作原理。系统天馈部分采用双色副面组合馈电技术,X-波段为五喇叭SCM 自动跟踪馈源,工作于后馈;S-波段为ESCAN自动跟踪馈源,工作于前馈     

六自由度自跟踪天线座的系统设计

六自由度自跟踪天线座是一种新型天线座,克服了A-E及X-Y型天线座存在跟踪盲区的缺点,实现了对目标的全空域跟踪。文中介绍一种六自由度自跟踪天线座系统,并通过外场测试及对卫星的跟踪,对其性能技术指标进行测试。实测结果表明,天线座各项技术指标均达到要求,成为我国自行研制的第一套六自由度自跟踪天线座系统。     

V 频段卫星通信天线捕获跟踪系统研究

随着卫星通信向大容量、网络化发展,Q/ V 频段逐渐应用于卫星通信的星地馈电链路和星间链路。为了掌握Q/ V 频段卫星通信技术,课题开展了频率较高的V 频段卫星通信天线捕跟系统研究和关键单机研制。由于V 频段天线波束窄,天线指向精度要求高,课题选择了程控+自动跟踪的天线指向控制方法,天线捕获跟踪采用单通道单脉冲体制方案。针对V 频段1. 8m 天线,解决了反射面赋性设计、精加工和形面精度测试,馈源小型化、精加工和装配,以及天线增益测试等难题。解决了V 频段单通道调制器芯片电路稳定工作和参数优化方法,实现了低噪声、高增益和高的和差通道隔离特性。在单机研制基础上,搭建了V 频段天线捕跟系统,通过外场捕获跟踪试验,获取了V 频段卫星通信天线捕跟系统关键参数:天线增益大于56dBi,低噪放噪声系数小于4. 2dB,自跟精度优于0. 05°。通过课题研究,验证了天线捕跟系统优良的跟踪性能,突破了V 频段关键单机设备研制技术,为后续型号应用积累了工程经验。     

基于无人机的天线测量系统研究

在天线测量领域,为了评估天线在实际工作环境中的性能,现场天线测量技术受到越来越多的关注,借助无人机对天线性能指标进行现场测试评估的技术在近年来取得了显著进展。当前无人机天线测量系统可以分为两种：一种是在满足远场条件下直接测量天线方向图、增益等指标,一种是在近场测量后进行数据变换获得远场天线指标。本文总结了基于无人机的天线测量系统研究现状,提出一种外场无人机测量方案,通过S波段标准增益喇叭天线辐射方向图外场测试实验,验证了系统的可行性,进一步对测量误差进行了分析。     

统一测控系统跟踪在轨目标自动校相方法研究

以船载S波段统一测控系统为例,阐述通过引导天线跟踪加偏和数字引导跟踪加中心修正再加偏两种手段,对在轨运动目标跟踪前进行自动相位校准的方法。试验结果表明,方法可行,可以推广应用。     

第十一讲 遥测自跟踪系统

一、概述随着武器和航天事业的发展,对遥测系统的要求日益提高。对无线电遥测系统则要求精度高、容量大、作用距离远、适应能力强、自动化程度,机动灵活性好。而对空用遥测设备的体积、重量、耗电和可靠性等方面的要求越来越苛刻。同时,从增大遥测带宽、抗多径效应、抗等离子体和火焰衰减、抗外部干扰等因素考虑,遥测频段已由分米波段提高到厘米波段,几个频段同时使用。作为遥测系统的重要环节之一有遥测接收系统,为满足遥测数据容量、作用距离、节省发射功率等要求,必须提高接收机灵敏度,增加接收天线的增益。众所周知,接收天线的增益与天线口径平方成正比,不断地加大天线口径,获得高增益。国外遥测天线的口径一般在5至10米,大的天线口径为24至26米。然而,接收天线波束宽     

圆波导多模自跟踪天线受角度拖曳干扰的分析

对自跟踪天线的角度拖曳干扰有两种可能结果:其一是干扰源和信号源均处于被干扰自跟踪天线方向图的主瓣内,结果是自跟踪天线电轴偏离信号源;其二是干扰源处于自跟踪天线的副瓣方向上,视干信比的不同,结果是自跟踪天线电轴产生抖动或者跟踪失效。     

小口径高增益Ku波段平面天线

介绍了一种具有高增益、高效率的Ｋｕ波段单层径向线缝隙平面天线，利用电磁场理论，分析、设计了单层螺旋缝隙阵，开发了设计螺旋阵的计算机软件。天线的直径为４５０ｍｍ，经航天地球站检测中心测试，在频率１２．２５～１２．７５ＧＨｚ范围内，天线性能良好，达到商用标准     

高效率宽频带新型短背射螺旋天线

给出一种适合空间应用的新型高效率宽带背射螺旋天线，应用背景是UHF频段卫星移动通信。在L波段给出了1：5缩比样机的方向图、阻义气风发及增益等参数的实测结果。实验结果表明，此项新方案结合了谐振腔型天线效率高以及螺旋天线频带宽的长处，其口面频率达到甚至略大于1，而输入阻抗带宽（驻波比＜1．2）接近15％，方向性增益带宽（下降1dB)可达12％，较之一般短背射天线1－2％的带宽有很在改进。     

一种新赋形数传天线的工程设计研究

对一种由圆波导段和电流环组成的新型星载地球匹配赋形数传天线工程设计进行了研究。分析了天线的工作原理,给出了天线辐射远场解析表达式,讨论了组合天线的环电流、辐射场和增益的计算。设计了两个分别工作于C、X波段工作的模型天线,所得增益方向图与HFSS/Ansoft软件仿真和实测结果基本吻合。归纳了电流环半径、环至圆波导口径面距离和环导线半径等对组合天线辐射场的影响规律。研究可为工程设计提供参考。     

自抗扰技术在船载天线伺服系统中的应用研究

为减小船摇扰动对船载天线伺服系统指向及跟踪精度的影响，引入线性自抗扰控制器（LADRC）对伺服系统位置环进行改进。首先对天线伺服系统模型进行简要分析，建立系统状态空间方程；然后利用LADRC对系统进行改进，并对其参数设计进行了详细介绍，同时为提高系统动态跟踪性能，利用TD微分器提取目标速度信息进行前馈补偿；最后经实验测试验证，LADRC相对于传统PID控制器能够保持天线伺服系统动态性能不下降，同时有效提高系统的抗船摇性能。     

神舟号载人飞船船载测控通信分系统

介绍了神舟号载人飞船船载测控通信分系统中统-S波段（USB）、C波段、遥测、遥控、图像、话音、超短波（VHF）、短波（HF）和天线等子系统的组成、主要功能与特点，以及跟踪测轨、话音通信、遥控、遥测和天线等的可靠性设计。地面试验和飞行试验结果表明，该测控通信分系统都完成了测量任务，完全能满足载人航天工程的高要求。