小背射天线阵的设计

介绍一种 S频段四元小背射天线阵 ,它由四个小背射天线和单通道单脉冲馈源组成 ,用于遥测自跟踪。该天线阵在原设计四元背射天线阵的基础上 ,将工作带宽扩展为 2 0 0 MHz,并在结构上作了重大改进。馈源盒为一方形腔体 ,既用于安装四个天线 ,又用于放置馈电网络 ,结构十分紧凑 ,便于密封、维修。     

“雷德斯康”(RADSCAN)——一种新型的圆锥扫描跟踪馈源

本文叙述一种新型的圆锥扫描跟踪馈源——“雷德斯康”。该馈源只有一个转动部件,利用固态光整流器作为参考信号发生器,本馈源除用于2300～2400MHz新波段之外,还可工作在从1435——2400MHz的连续波段上,从而覆盖了全部现有的遥测波段。文中还对“雷德斯康”性能与单通道单脉冲技术所能获得的性能作了比较。     

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．     

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。     

一种Ka频段卫星天线多模单脉冲馈源设计

针对高精度跟踪用户目标的需求,设计了一种Ka频段卫星天线多模单脉冲馈源。该馈源由和差网络、多模激励器和辐射喇叭组成,当从和差端口分别以TE10模激励时,多模激励器会激励出所需的11个工作模,由辐射喇叭在空间形成单脉冲和、差波束。对该馈源在和、差状态下的辐射特性进行仿真分析,结果表明,其和差矛盾小于2.5dB,差零深小于-40dB,同时馈源在方位面和俯仰面的辐射方向图具有良好的对称性。     

单通道单脉冲馈源——一种新型的自跟踪馈源

该文介绍一种新型的自跟踪馈源,它是按近年来国际上很流行的单通道单脉冲馈源技术制作的。该文就馈源在 P 波段的设计作了详细的叙述,同时也给出了一些测试结果。这种缋源将常规的三个通道最终压缩成一个通道输出,因而使射频信道的设备简化,而且性能稳定、可靠性高。     

船摇速度补偿算法在两轴天线伺服系统中的应用研究

在海洋环境下进行遥测任务时,船摇对天线的指向精度及跟踪精度影响很大。针对方位俯仰型两轴天线伺服系统,通过在伺服环路中引入船摇速度补偿,降低船摇对伺服系统控制精度的影响。首先对速度补偿算法进行简要的理论分析,明确其抗船摇扰动的机理。然后对惯导采集的船摇速度进行坐标变换,把三轴的船摇速度信息变换到天线方位俯仰轴上,进而得出船摇在天线方位俯仰轴上的速度扰动量。最后设计了两组试验,对速度补偿算法的正确性及其抗船摇的效果进行验证。结果表明,在天线伺服系统中添加速度补偿后,天线的指向精度明显提高,方案简单有效。     

影响天线高仰角跟踪性能的因素分析

雷达或遥测系统大多采用方位－俯仰型天线座，这样方位支路跟踪时，原理上需要引入正割补偿，且补偿系数随着俯仰角的提高而增大。引入正割补偿后将对天线高仰角时的跟踪性能产生影响。迄今为止的有关著作只对其中部分因素进行了论述。本文对这些因素进行了全面分析，并以实际目标飞行数据说明，在不同条件下，主要影响因素也会不同。     

宽带相控阵馈源可展开反射面天线研究

为满足星载高增益天线的应用需求,本文设计了一种带有相控阵馈源的伞状可展开反射面天线。首先介绍了反射面天线可展开机构的原理及设计,由碳纤维天线肋和金属编织网面组成反射面,在高精度可展开机构的动作下实现其收拢和展开,从而大幅减小其收藏包络尺寸。对于直径为1.14 m的可展开反射面天线设计了宽带相控阵馈源,采用金属Vivaldi天线作为相控阵单元,根据极化方式、焦径比和扫描范围选择排列成双极化矩形阵列,使可展开反射面天线在8～16 GHz内实现二维波束扫描,通过电磁仿真进行验证,仿真结果表明,宽带相控阵馈源能够有效地增加可展开反射面天线的视场,反射面天线在8 GHz、12 GHz和16 GHz时扫描到0°的增益分别是38.03 dB、40.65 dB和41.48 dB,扫描到+3°的增益分别是37.68 dB、40.68 dB和41.09 dB。     

基于变差的遥测天线跟踪稳定度研究*

对遥测系统伺服跟踪数据进行处理,分析对比几种跟踪方式,指出几种跟踪方式中可能存在的问题,并提出相应的改进措施。同时,通过曲线变差、方差的属性分析,研究自主跟踪时天线俯仰、方位的稳定度与跳变程度,并与理论弹道、数字引导方式的曲线稳定度进行分析和对比,得出变差越大稳定度越差,方差越大异常跳变越明显的结论。     

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。     

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。     

陆地卫星地面站天线的过顶跟踪

本文介绍陆地卫星地面站(北京站)天线的方位—俯仰—倾斜机械过顶跟踪原理,倾斜机械结构,过顶跟踪模式和坐标变换。由于这种倾斜机械结构较简单,技术上实现容易,在天线座倾斜时,能实现S、x双波段对卫星的过顶跟踪,只是引入一个不大的指向误差损失,因此,这种方法是解决过顶跟踪的较好方法。     

星间链路天线扫描捕获方法

文章提出一种适合中继星星间链路天线的恒线速度螺旋扫描捕获方法。推导出了扫描轨迹方程、天线方位转角及俯仰转角的数学表达式,论证了此方法的天线方位角速度幅值及俯仰角速度幅值变化很小,且近似等于扫描轨迹线速度,叙述了扫描参数选择等。该方法的优点是:轨迹方程简单,螺距相等,易于实现全覆盖扫描;扫描螺旋线平滑且线速度恒定,这既对卫星姿态冲击影响小,又有利于对目标信号的发现与捕获。     

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。     

星载可移动多馈源单口径多波束天线研究

针对我国通信业务容量提升以及热点区域动态变化的保障能力需求,设计了Ka频段多馈源单口径可移动多波束天线,研究了波束馈源簇形成方式、相邻波束馈源交叠方案、天线转动方式、波束形成网络,以实现覆盖区域的高增益通信和波束灵活调整。通过高增益低旁瓣多波束天线的频率复用设计和波束形成网络技术研究,提升卫星通信系统的容量及天线覆盖的灵活性。重点改善波束扫描后的形状畸变和性能恶化问题,仿真表明,对波束幅相权值的优化可以保证天线转动前后波束增益和C/I性能稳定。     

白沙导弹靶场遥测跟踪系统的改进

提要白沙导弹靶场遥测跟踪系统由十台自动跟踪器和四台人工操纵的跟踪器所组成。这些跟踪器工作在1435～1540兆赫和2200～2300兆赫的频率范围内。两个遥测搜索系统(TAS)使用24英尺的抛物面天线,安置在固定的阵地上。一个6英尺的抛物面天线系统原来是活动式的,现已改装成固定阵地系统。七个可移动遥测搜索系统(TTAS)使用8英尺的抛物面天线,可以安放在靶场内或靶场外,与一个活动式的微波中继站一起来保证靶场试验。这七个可移动遥测搜索系统中的射频分系统已经小型化并与馈电组件组装到一起,大大提高了自动跟踪的可靠性。由于白沙导弹靶场内两个机构的共同努力,这七个可移动遥测搜索系统和两个遥测搜索系统的数字式随动跟踪能力已有提高。跟踪系统接口装置(TSI)的硬件和软件都是由设在白沙导弹靶场的仪表管理局自行研制的。国家靶场管理局数据搜集科的遥测分部把TSI连接和安装到跟踪系统上。跟踪系统接口装置(TSI)使用了两台Z80微处理机,能够按下列两种模式之一转换雷达测量的数据。第一种模式要利用白沙导弹靶场的实时计算机组UNIVAC 1108将雷达测量的XYZ数据转换成表示阵地位置的方位和俯仰角数据。第二种模式工作时,遥测跟踪器能直接接收雷达XYZ数据,并自行完成坐标转换。TSI的另一个特点是具有测试模式,进行自检、伺服测试和系统准备状况的测试。     

有限扫描反射面天线纵向偏焦性能的研究

随着相控阵天线的不断发展,有限扫描反射面天线已经成为当前的研究热点,为了符合新时代天线多功能的需求,提出一种基于抛物面形变的纵向偏焦特性。设计一个标准正馈反射面天线,使其馈源固定不动,而利用调节反射面焦距来达成天线的偏焦,其偏焦特性类似于抛物面天线的纵向偏焦特性;设计一个双焦点反射面,由XOZ平面抛物线和YOZ平面抛物线正交互异设计双焦点反射面天线,令YOZ平面抛物线焦点外推、XOZ平面抛物线焦点不变构成一个双焦点反射面。验证了该方法在一维阵列作为馈源的有效性,双焦点反射面相较于标准抛物面,在EL方向上该天线增益上升了14.29dB,且波束宽度基本不变;此外,该方法还能容纳所有馈源同时工作,降低了单个馈源喇叭的功率且增益相较于点波束天线只下降了4.85dB。该方法将为后续有限扫描反射面天线在设计一维扫描或二维不等范围扫描提供理论支撑。     

中继卫星轨道倾角漂移对在轨校相影响分析及策略

针对中继卫星轨道倾角在一个较大范围内变化,在轨校相采用天线精确指向标校站后,方位向、俯仰向十字拉偏标定校相码的方法,校相时间长,校相过程中轨道漂移带来的星上天线指向变化会影响校相准确性等问题,文章对轨道倾角漂移引起的星上天线指向变化进行仿真,并分析该变化对在轨校相的影响。以此为依据,对中继卫星角跟踪系统在轨校相方案进行研究,给出了粗校准与精校准相结合的校相策略,将轨道倾角漂移引起星上天线指向变化带来的校相误差降至最小。中继卫星角跟踪系统采用该方案进行相位校准后,在天线半功率波束宽度范围内,方位和俯仰误差信号的极性正确,交叉耦合小于20%,多次执行捕获跟踪任务,均能成功捕获跟踪目标,并且自动跟踪精度优于指标要求,验证了相位的正确性,表明该方案切实可行。     

多波束天线阵方案述评

遥测天线有时要求有几个波束以便跟踪多含目标。有许多方法可以得到多波束,包括多波束天线和相控阵天线。本文对选用相控阵天线实现多波束作简要评述。平面阵(可提供宽角覆盖)包括共馈源独立多波束、分部结构独立波束和使用 Bulter波束形成器以及 Gent-Rotman 波束形成器获得的多波束。共形阵包括圆柱阵,锥形阵和球面拱形透镜。