弹载相控阵卫星跟踪系统设计与测角研究

为满足导弹等高速运动平台与中继卫星之间稳定的双向信息传输需求,文中给出了相控阵跟踪系统方案,并分析了相控阵自跟踪系统的关键技术,即角度搜索/捕获、角度跟踪、接收工作过程系统时序设计。相控阵二维测角是实现跟踪过程的关键,文中描述了对二维测角验证试验过程,并通过仿真实例说明影响测角精度的因素。

相控阵跟踪系统测角与角度跟踪算法

针对高速运动平台与中继卫星之间稳定的双向信息传输需求,开展弹载平台二维有源相控阵卫星自跟踪技术的研究,完成二维相控阵天线跟踪系统方案的设计,为弹载中继终端大规模二维有源相控阵的研制奠定基础。首先给出相控阵跟踪系统方案并对相控阵自跟踪系统的关键技术进行了分析:角度搜索/捕获,角度测量,角度跟踪;随后对相控阵卫星跟踪系统的测角方法和角度跟踪滤波算法进行研究,分析了具体原理并对测角精度和跟踪精度进行了仿真研究。

相控阵卫星跟踪系统搜索/捕获仿真研究

为了实现针对高速移动载体平台稳定的相控阵天线对卫星系统的自动跟踪。对二维相控阵天线自跟踪系统方案设计进行了说明,考虑到载体平台提供的引导信息与卫星真实方向之间存在一定偏差,使得系统不能直接进入自跟踪过程,需要首先根据引导信息对卫星信号进行搜索捕获,给出搜索过程的波位排列和能量检测理论以判断接收到信号是否是有效信号,捕获中采用单脉冲和差波束比幅测角和α-β滤波作为捕获过程跟踪滤波方案,并通过仿真分析了信噪比、波束指向误差对捕获过程收敛性能的影响。整个算法简易稳定,可以运用到高速移动平台的自跟踪系统,保证自跟踪的准确性。