动载体卫通天线的扰动观测及补偿设计

动载体卫通天线技术的难点在于抑制由载体运动所引起的对天线指向精度的扰动,补偿扰动可以显著提高天线的动态性能。传统控制方法通过部署速率陀螺实现扰动角速度的测量,难以准确获取天线转动轴上的扰动量,仅以一定的比例补偿到速度环路输入,提升效果有限。提出了一种基于状态观测器的扰动补偿方法,通过采集天线在典型路面正常工作时惯导的角速度,利用成型滤波器对扰动谱进行近似,获取扰动模型。设计了扰动观测器模型,估计扰动角速度,并以车载动中通天线为平台进行测试。测试结果表明:相比于传统扰动前馈补偿,提出的方法在角误差峰值上减小了13%,RMS减小了43%,可以更好地适应跟踪路况。

基于遗传算法多子阵平板天线旁瓣电平优化

从理论上分析了多子阵平板天线的方向图特性,指出其旁瓣电平难以通过传统的不等幅馈电技术得以抑制。以降低天线扫描范围内的最高旁瓣电平为目标,采用遗传算法对子阵间距进行优化,并在间距优化的基础上讨论了天线单元方向性与不等幅馈电技术对旁瓣电平的影响。仿真结果证明了理论分析的正确性,表明子阵间距优化可以显著降低天线的旁瓣电平,且在天线口径相同的情况下,所划分的子阵数越多则优化效果越明显。所用方法和分析结果可为多子阵平板天线的设计提供参考。

关于极化角计算的研究

针对动中通系统极化轴易受载体姿态扰动的影响,在天线视轴对准卫星后,根据车体的地理位置和天线方位转盘的姿态参数,推导出极化角的计算公式。在特定的路况下,利用该方法得到的极化角与高精度基准方法得到的极化角进行了仿真对比,仿真结果表明该方法是可行的。该方法为极化轴的稳定控制、系统实现"动中通"极化失配的要求提供了理论依据,并给出实现方案。

动中通多子阵天线自适应PID滑模稳定控制

动中通在载体运动中进行卫星通信时,天线受到各类扰动的影响而不能准确对准卫星,降低了通信质量。为了解决此问题,设计了一种自适应滑模天线姿态稳定控制器。首先建立了动中通天线系统的动力学模型;基于此模型,采用PID滑模面设计了天线的滑模姿态控制器;通过对扰动的自适应估计,在扰动上界未知情况下获得了平滑的滑模控制输入;将PID方法引入控制器设计,提高了系统的动态响应速度。仿真结果表明,所设计控制器具有良好的动态响应特性和控制精度,且控制电压输出无抖振。

相控阵结合伺服辅助的车载动中通天线跟踪方法

天线跟踪功能是车载动中通系统（SOTM）提供无线通信能力的前提,相控阵天线能提供较好的跟踪性能,但是存在波束扫描范围有限的问题.为实现相控阵天线全方位跟踪能力,提出了一种相控阵＋伺服辅助的方法.给出了算法数据处理流程,并完成了原理样机设计.根据原理样机工作原理给出了跟踪角误差计算公式,测试结果与计算结果相符.测试结果表明：在（57.88-115.76）°/s角速度下,通信链路信噪比损失小于0.5dB.

平板动中通天线波束稳定的分析研究

本文基于方位—俯仰—极化三轴稳定平台的天线波束稳定方案,提出了天线波束坐标系的概念,推导出天线波束稳定隔离方程,以克服载体角运动对天线波束的干扰,并基于此模型进行了仿真,结论对实现天线波束稳定具有一定的理论意义。

低轮廓“动中通”系统跟踪方法研究

在分析低轮廓"动中通"跟踪系统关键技术及天线稳定跟踪和波束跟踪的基础上,给出一种陀螺稳定跟踪和复合跟踪联合工作的模式。其中陀螺稳定跟踪考虑了由于温度和时间引起的偏移误差问题;复合跟踪在陀螺稳定跟踪的基础上加入了一维机扫一维电扫的波束跟踪方法,并给出了波束跟踪的理论和Matlab仿真结果。该联合跟踪的方法能够在保证跟踪精度的前提下有效降低系统成本,对低轮廓"动中通"跟踪系统的研究设计具有实际意义。

多板天线“动中通”跟踪测角算法研究

跟踪技术是低轮廓"动中通"系统的核心技术之一。研究了多板天线"动中通"系统的跟踪方案,并针对低轮廓"动中通"跟踪过程中如何获取天线指向相对于卫星方向的偏差角问题,提出了适用于一维机扫一维电扫的多板天线"动中通"系统的方位、俯仰跟踪测角算法,解决了系统的跟踪测角问题,为实现低轮廓低成本"动中通"系统提供了重要的理论参考。

船载S波段卫星动中通天线的应用

介绍了一种船载S波段卫星动中通天线,通过微陀螺系统和伺服控制系统,采用卫星对准、自动跟踪和丢星自动捕获等措施,实现了对卫星的稳定跟踪。采用A-E-C座架,实现了过顶跟踪,适于安装在船上,在海洋中实现数据以及语音通信。

动中通步进跟踪系统的设计与仿真

步进跟踪在低成本动中通跟踪系统的设计中得到了广泛的应用。在对动中通跟踪问题分析的基础上,对双向搜索式的步进跟踪原理进行了研究,并对算法的实现进行了设计,同时给出了具体工作步骤。对影响步进跟踪算法的关键因素步长的选择进行了仿真验证,结果表明,选择合适的步长能够有效地减少步进次数。

一种Ku/Ka双频段动中通天线馈源切换装置的设计

本文介绍了一种双频段动中通天线馈源切换装置[1],Ka频段馈源与Ku频段馈源采用并排布置方式,两种频段的馈源平行移动切换,具有馈源安装高度低、结构简单可靠、操作容易等优点。

船载VSAT动中通天线测试技术指标研究

本文以保障船舶VSAT小站通信链路的稳定性为根本要求,以VSAT网络运营者的角度,从保障通信链路的稳定建立方面,介绍了对船载卫星通信天线的指标要求及测试技术指标,阐明了在工程技术应用上,船载动中通天线的测试技术指标,以确定船舶卫星通信天线系统的选择,保障卫星通信的链路稳定可靠性,提升运营服务水平。

平板动中通波束预倾斜下的稳定方案研究

文中结合陀螺自稳定方法和定义的天线波束坐标系,分析了载体运动对波束指向和极化的影响,推导出了稳定隔离方程,实现了波束指向和极化的稳定。针对陀螺、动中通天线板和波束间的位置关系,对波束预倾斜情况下的两种陀螺安装方案分别进行了稳定隔离方程的推导分析,结果表明:两种安装方式结构简单,容易实现,其角速率补偿量与预倾斜角的关系因安装方法而异。

低成本小口径动中通天线航姿参考系统设计

低成本小口径动中通天线普遍使用由MEMS器件构成的航姿参考系统测量由于载体运动对天线造成的角运动干扰。针对MEMS器件精度差,无法完成寻北以及漂移速度快的缺点,引入三轴磁力计信息,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的航姿参考算法,并以高精度惯导作为基准,通过摇摆试验验证了算法的精度。

交叉极化比对平板天线动中通收发系统性能的影响

交叉极化比是平板天线卫星动中通系统设计和加工的产物,它是衡量系统性能的一项重要参数。针对交叉极化比导致的极化误差,重点研究了交叉极化比对平板天线卫星动中通信号发射和接收系统的影响。通过理论推导和实际测试,结果表明不合理的交叉极化比会导致较大的极化误差,降低发射系统的发射效率,减小接收系统信噪比,导致系统性能恶化。为减小交叉极化的影响,建议等效口径0.6 m的平板天线卫星动中通的交叉极化比指标不小于30 d B。

用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列

本文介绍了一种用于Ku频段卫星通信的双线极化天线馈源阵列,该馈源阵列可应用于单反射面或双反射面的卫星通信天线中,实现对通信卫星的小角度、高速、高精度电子波束扫描和跟踪,降低卫星天线对机械伺服结构精度和动态跟踪的要求,从而大幅降低伺服系统成本,拓展动中通卫星天线在民用领域的应用。

多板天线“动中通”跟踪波束指向偏差研究

"动中通"系统可以通过接收并比较卫星下传的信标信号强度来调整天线波束指向,从而实现对卫星的跟踪。文中针对多板天线"动中通"系统由于通信内容和信标信号间的频率差异造成的跟踪波束和通信波束指向偏差问题,分析了跟踪波束指向偏差产生的基本原理,提出了一种基于延时线加两级移相器相位补偿技术的误差修正方案,并通过理论推导和Matlab仿真,证实了方案的可行性和有效性。