航天电子对抗星间天线捕获跟踪技术研究

随着卫星通信技术的发展,星间链路作为传输航天器控制指令信息和遥感数据的通道,应用越来越普遍。星间天线对信号的扫描捕获跟踪是星间链路接收的首要条件。针对航天电子对抗星间天线捕获跟踪的需求,对天线扫描捕获方法进行了研究,给出了仿真分析结果和参数选用建议。     

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。     

Ka频段车载天线跟踪低轨卫星方式影响因素分析

针对Ka频段车载天线捕获、跟踪和接收低轨卫星高速数传数据中存在的捕获慢、跟踪和接收数据不稳定的问题,研究了其产生机理,并提出修正方法。对Ka频段卫星校相流程、校相值可用时长、以及与温度的关系进行了分析,提出了优化校相策略并进行应用。应用结果表明,捕获策略和跟踪方案能够实现快速捕获、稳定跟踪,并能保证数据可靠传输。     

星间天线捕获与跟踪策略

针对中继卫星星间Ka频段和S频段单址链路（KSA/SSA）天线和卫星运行轨道的特点,分析给出了KSA/SSA星间天线的跟踪模式和使用准则。详细分析和比较了方形、六边形、同心圆和阿基米德螺旋线扫描等几种天线扫描捕获方式,给出了适合星间天线使用的天线扫描捕获方式。并对影响链路捕获时间、捕获概率的关键参数给出了选择原则、计算公式和仿真结果。
     

毫米波卫星通信技术

文章概述了国外毫米波技术在通信卫星系统中的发展与应用情况；对毫米波卫星通信的主要特点及若干技术问题进行了分析；提出了发展我国毫米波卫星通信技术的几点建议。     

闪烁对Ka频段卫星通信的影响

首先研究了闪烁的产生机理及特性。其次通过对国外各种闪烁模型的分析比较，选择了预测精度较高的Van de Kamp模型作为长期闪烁统计(预测)模型，然后根据该模型，结合国家气象中心提供的地面气候资料，对国内的部分站点给出了月平均标准偏差值，为今后的Ka频段卫星通信系统工程设计提供参考。     

移动卫星通信捷联式天线稳定系统

介绍了一种应用激光陀螺惯性导航系统组成的移动卫星通信的捷联式天线稳定系统 ,给出了天线稳定和跟踪的控制方法和最优值搜索法。采用该系统可测量载体的姿态角和经度纬度 ,借助于惯性系统的输出信号控制天线轴使天线跟踪指定的卫星 ,卫星天线接收的信号可检测出跟踪误差 ,通过伺服系统控制天线转动 ,以使通讯信号为最强。采用了 GPS修正惯性系统的误差 ,成为 GPS/ INS的组合系统。在山区道路上跑车试验结果表明 ,当车的横滚角和俯仰角达到 6°,频率为 1Hz,方位角变化 180°时 ,在此动态条件下根据测量的卫星信号场强可知 ,跟踪误差小于 0 .2°。接收到的电视信号稳定清晰 ,图像和电话信号都是满意的。跑车试验表明 ,天线跟踪卫星的静态和动态精度完全满足了移动卫星通信的技术要求     

高精度天线伺服跟踪系统的工作模式及数字化实现

详细描述了高精度天线伺服跟踪系统在星地、星间链路中的典型工作模式，并介绍了一种数字化伺服系统的组成及相关技术实现。     

美公司申请开展V波段卫星通信

美公司申请开展Ｖ波段卫星通信美国休斯公司、摩托罗拉公司和ＴＲＷ公司已向美联邦通信委员会提出了利用极高频的３６～５１．４吉赫波段（已被非正式地称为Ｖ波段）开展卫星通信的申请。这些新一代的卫星通信系统将用于在全球范围内高速传送大宗数据。为了让更多的公司有...     

DT-OFDM在Ka频段卫星通信中的应用

为提高Ka频段卫星通信的性能,采用信道编码技术提出了一种差分Turbo码正交频分复用(DT-OFDM)方案,给出了DT-OFDM系统模型的组成和差分软检测方法。仿真试验结果表明,不同子载波数的DT-OFDM误码率均低于传统的卷积编码正交频分复用(CC-OFDM)和网格编码正交频分复用(TCM-OFDM)。     

遥测接收天线自动跟踪ATTRA系统的设计

本文介绍我校研制的一种遥测接收天线方位角自动跟踪系统623—ATTRA 的原理、组成及技术性能。该系统已在小型无人驾驶飞机及地面车辆遥测系统中应用。使用该系统后,由于遥测接收天线自动指向目标,从而提高了遥测数据传输的可靠性和精度。文章对方位角跟踪精度作了分析。     

基于ESO的用户星天线跟踪指向控制技术

基于独特的非线性扩张状态观测器(ESO),提出了一种用户卫星天线跟踪指向控制系统。该系统由程序跟踪内环和自动跟踪外环组成。内环控制器由三阶ESO、线性比例微分控制律和静态解耦律组成。外环控制器为一简单的积分控制器。ESO能够在不依赖天线模型的情况下估计出系统状态和总扰动(称为扩张状态)。利用该扩张状态实现动态反馈补偿,则天线系统被简化为解耦的积分系统。基于ESO设计天线控制系统,无需精确的用户卫星天线模型。仿真结果表明,提出的天线控制系统具有较高的跟踪指向性能和对干扰和不确定性具有较强的鲁棒性。     

某星载天线热变形对跟踪指向精度的影响仿真分析

星载天线在轨工作时,空间剧烈的冷热交变和较大的温度梯度会引起天线产生一定的热变形,导致波束指向发生偏转,降低系统跟踪指向精度,甚至使系统无法捕获目标。通过对天线热变形以及由此引起的波束指向变化进行仿真与分析,得出结论:天线波束指向由热变形引起的最大偏差为0.0247°,满足系统对于天线波束指向偏差小于0.05°的要求,为系统跟踪指向精度的计算提供了依据。     

Ka频段液晶相控阵天线设计与分析

随着5G通信、卫星通信、物联网的迅速发展,对于相控阵天线提出了更高的技术要求,要求其具有带宽更宽、成本更低、指标更优、尺寸更小等特点。为了满足移动卫星通信的需求,针对相控阵天线的技术指标要求,设计了一款工作于Ka频段的液晶相控阵天线。通过研究液晶相控阵天线系统的整体架构,对其各个主要功能模块进行了设计和选型,包括天线阵列规模大小评估,移相器、辐射器、馈电网络、偏置网络、波控电路等功能部件的选型,研究基于液晶移相技术的小型化相控阵天线及波束控制电路,最终完成天线设计与仿真,并完成原理样机的研制和测试。对关键技术指标进行论证,天线各项指标可满足Ka频段移动卫星通信的相关技术需求。相较于传统卫星终端,该液晶相控阵天线具备批量生产、体积小、通信位置灵活等特点,适用于各种安装平台,更符合现代化通信的需求,为军/民用移动卫星通信提供了一种有效可行的天线解决方案。     

用户星姿态对中继终端天线跟踪的影响

用户星姿态对中继终端天线跟踪的影响主要在两个方面：姿态角误差对指向误差的影响和姿态角、姿态角速度对指向角速度的影响。文章首先引入了欧拉轴／角的姿态表示方法,然后根据欧拉轴与指向向量间的位置关系求得了姿态角误差所引起的天线理论最大指向误差,在此基础上,不考虑最大值取值条件的情况下,进一步求得姿态角速度所引起的天线理论最大指向角速度;接着,以常用中继终端天线的安装位置为例,求出了天线指向角速度与用户星姿态角、姿态角速度的数学表达式,这样便于分析各种情况下用户星姿态对天线指向角速度的影响;最后,借助于STK仿真软件进行了仿真验证,[JP2]仿真结果验证了上述结论的正确性。结论表明：天线理论最大指向误差除了与姿态角误差有关外,还受滚动姿态角的影响;天线指向角速度同时由姿态角、姿态角速度和天线指向角度确定。[JP]     

日本卫星通信天线的现状与发展动向

本文介绍日本卫星通信用星载天线地球站天线及移动终端天线的发展变化,目前日本NTT卫星通信业务应用的天线,最后指出卫星通信天线的发展动向。     

应用星载多波束调零天线进行跳频跟踪干扰抑制

本文将多波速调零技术与跳频技术相结合，提出了一种新的基于线性约束差分恒模算法的跳频跟踪干扰抑制方案。该方案干扰抑制速度快，对系统误差不敏感，能对快速跟踪干扰进行有效抑制。     

遥测跟踪用的新型双频段天线

天线系统采用双频工作的目的是为了提高可靠性或增加数据带宽。关键的部件是具有频率选择功能的二向副反射器。这种反射器对X波具有强烈的反射作用,而对S波则是透明的。本天线是完全对称的天线,对2.2～2.4GHz S波进行接收与自动跟踪,对X波的7.2～8.6GHz进行接收。副反射器频平选择面具有预定的性能,两天线同时具有右旋和左旋圆极化输出。文中给出了整个系统的外观、几何图形及性能。系统使用性能优异的RADSCAN锁源。结论认为:利用频率选择面的原理是实现高质量双频天线系统的有效途径。使用这种天线系统,将可以实现自动跟踪和双频遥测接收。     

大板方舱装载卫星通信天线设备的设计分析

本文依据在实际工程中应用大板方舱的经验，介绍了在卫星通信工程中用大板方舱装载天线设备的结构形式，分析了装载天线设备的大板方舱的特点以及天线设备对大板方舱的要求。     

基于单脉冲跟踪体制的V频段宽带角跟踪 接收机设计与验证

随着高通量通信卫星系统对星间数据传输速率需求的不断提高,星间链路的工作频段将由Ka频段逐渐向频率资源更加丰富的毫米波频段发展。为了满足星间链路对毫米波频段自动角跟踪系统的发展应用需求,给出了一种基于单通道单脉冲角跟踪技术的V频段宽带角跟踪接收机的设计方案。采用LTCC和MCM技术实现了V频段接收组件的集成一体化设计;采用基于IQ正交混频的跟踪调制器结合数字相位补偿的单通道单脉冲角误差信号处理技术完成了宽带输入信号的角误差信号解调。在产品研制基础上,搭建了V频段角跟踪接收机测试系统,测试结果表明该V频段宽带角跟踪接收机可以完成对-95dBm~-55dBm输入信号电平范围内多种宽带数据传输信号的角误差信号解调,角误差信号抖动优于±250mV;表征输入信号电平强弱的AGC遥测电压随输入信号电平的增大而单调递增,各项指标满足V频段星间链路建链需求,为我国后续将要发展的毫米波星间链路系统奠定了扎实的技术基础。