本發(fā)明屬于衛(wèi)星通信地面站設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的x波段自動跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、衛(wèi)星測控系統(tǒng)在航天領(lǐng)域中具有重要地位，是衛(wèi)星發(fā)射、在軌運行、軌道調(diào)整和任務(wù)執(zhí)行等環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵組成部分。衛(wèi)星測控系統(tǒng)通過地面站設(shè)備與衛(wèi)星之間的雙向通信，確保對衛(wèi)星進行有效的測量和控制。這些系統(tǒng)通常集成了天線技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、信號處理技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)等多種先進技術(shù)。

2、低軌衛(wèi)星由于軌道高度低、運行速度快，對地面站設(shè)備提出了更高的要求?，F(xiàn)有的x波段地面站設(shè)備通常用于與地球同步靜止衛(wèi)星進行通信，這些設(shè)備缺乏自動跟蹤能力，難以滿足低軌衛(wèi)星的測控需求。在實際應(yīng)用中，現(xiàn)有系統(tǒng)在以下幾個方面存在不足：

3、自動跟蹤能力不足：現(xiàn)有設(shè)備主要針對固定軌道衛(wèi)星設(shè)計，缺乏對快速移動的低軌衛(wèi)星進行實時跟蹤的能力，導(dǎo)致測控過程中信號容易中斷。

4、響應(yīng)速度慢：在面對低軌衛(wèi)星高速移動的情況下，現(xiàn)有設(shè)備的響應(yīng)速度不足，難以快速調(diào)整天線方向，無法保證持續(xù)穩(wěn)定的測控。

5、測控精度低：由于跟蹤技術(shù)的限制，現(xiàn)有設(shè)備在對低軌衛(wèi)星進行測控時，精度較低，影響了測控任務(wù)的有效執(zhí)行。

6、因此，亟需一種具備高速度、高精度自動跟蹤能力的x波段測控系統(tǒng)，以滿足低軌衛(wèi)星測控的需求，確保測控過程的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本申請實施例提供了應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，過跟蹤通道模塊實現(xiàn)和差信號的分離以及收發(fā)信號的分離，通過單脈沖跟蹤接收機和伺服跟蹤轉(zhuǎn)臺能實現(xiàn)系統(tǒng)的單脈沖跟蹤。本系統(tǒng)最終能實現(xiàn)高速度、高精度跟蹤能力

2、本申請實施例提供的一種應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，包括：天線伺服單元、單脈沖跟蹤接收機、跟蹤通道模塊以及環(huán)焦天線；

3、其中，單脈沖跟蹤接收機與天線伺服單元、跟蹤通道模塊電性連接；跟蹤通道模塊與環(huán)焦天線電性連接；

4、所述跟蹤通道模塊接收來自環(huán)焦天線的輸入信號，所述輸入信號為高頻的和路信號和差路信號，并將所述輸入信號對應(yīng)調(diào)制為低頻的輸出信號，所述輸出信號包括低頻的和路信號和低頻的差路信號；

5、所述單脈沖跟蹤接收機接受所述低頻的和路信號和低頻的差路信號，通過解調(diào)獲取方位誤差信號和俯仰角誤差信號；

6、所述天線伺服單元基于接收到的方位誤差信號和俯仰角誤差信號調(diào)整天線的朝向，以使環(huán)焦反射面天線持續(xù)跟蹤衛(wèi)星信號。

7、于一實施例中，所述跟蹤通道模塊包括和通道和差通道，所述和通道接受處理所述高頻的和路信號，所述和通道包括依次電性連接的te21模耦合器、隔板移相器、頻率雙工器，高頻的和路信號經(jīng)te21模耦合器、隔板移相器、頻率雙工器變換為低頻的和路信號；

8、所述差通道接收所述高頻的差路信號，所述差通道包括依次電性連接的te21模耦合器、3db電橋、波導(dǎo)開關(guān)、低噪聲放大器(lna)以及下變頻器，高頻的差路信號通過te21模耦合器、3db電橋、波導(dǎo)開關(guān)、低噪聲放大器(lna)轉(zhuǎn)化為左右旋差信號，在經(jīng)過變頻器變換為低頻的差路信號；

9、所述和通道和差通道均采用同一te21模耦合器。

10、于一實施例中，所述單脈沖跟蹤接收機接受所述低頻的和路信號和低頻的差路信號，通過解調(diào)獲取方位誤差信號和俯仰角誤差信號進一步包括：

11、所述單脈沖跟蹤接收機接收的輸入信號為低頻的和路信號和低頻的差路信號合并后的信號；

12、將所述單脈沖跟蹤接收機接收的輸入信號進行帶通濾波、ad中頻數(shù)字化、幅度檢波后與參考信號進行同步解調(diào)，得到方位誤差信號和俯仰角誤差電壓，從而獲取環(huán)焦天線角度跟蹤的方位誤差信號和俯仰角誤差信號。

13、于一實施例中，所述單脈沖跟蹤接收機具有一方波信號產(chǎn)生器，所述參考信號來自所述方波信號產(chǎn)生器。

14、于一實施例中，te21模耦合器采用2個te21模耦合器，一個te21模耦合器與45°方向的另一個te21模耦合器正交。

15、于一實施例中，所述和信號、差信號合成時存在相位差，進入工作狀態(tài)前需要進行相位校準(zhǔn)。

16、本申請實施例采用的上述至少一個技術(shù)方案能夠達到以下有益效果：

17、本發(fā)明的一種應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，能實現(xiàn)與移動衛(wèi)星之間的實時通信，系統(tǒng)具備單脈沖自跟蹤能力，跟蹤速度快，跟蹤精度高。通過環(huán)焦反射面天線完成信號的收發(fā)，通過跟蹤通道模塊實現(xiàn)和差信號的分離以及收發(fā)信號的分離，通過單脈沖跟蹤接收機和伺服跟蹤轉(zhuǎn)臺能實現(xiàn)系統(tǒng)的單脈沖跟蹤。本系統(tǒng)最終能實現(xiàn)高速度、高精度跟蹤能力。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述跟蹤通道模塊包括和通道和差通道，所述和通道接受處理所述高頻的和路信號，所述和通道包括依次電性連接的te21模耦合器、隔板移相器、頻率雙工器，高頻的和路信號經(jīng)te21模耦合器、隔板移相器、頻率雙工器變換為低頻的和路信號；

3.如權(quán)利要求2所述的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述單脈沖跟蹤接收機接受所述低頻的和路信號和低頻的差路信號，通過解調(diào)獲取方位誤差信號和俯仰角誤差信號進一步包括：

4.如權(quán)利要求3所述的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述單脈沖跟蹤接收機具有一方波信號產(chǎn)生器，所述參考信號來自所述方波信號產(chǎn)生器。

5.如權(quán)利要求1所述的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，te21模耦合器采用2個te21模耦合器，一個te21模耦合器與45°方向的另一個te21模耦合器正交。

6.如權(quán)利要求1所述的x波段自動跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，所述和信號、差信號合成時存在相位差，進入工作狀態(tài)前需要進行相位校準(zhǔn)。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的X波段自動跟蹤系統(tǒng)，包括：天線伺服單元、單脈沖跟蹤接收機、跟蹤通道模塊以及環(huán)焦天線；所述跟蹤通道模塊接收來自環(huán)焦天線的輸入信號，所述輸入信號為高頻的和路信號和差路信號，并將所述輸入信號對應(yīng)調(diào)制為低頻的輸出信號，所述輸出信號包括低頻的和路信號和低頻的差路信號；所述單脈沖跟蹤接收機接受所述低頻的和路信號和低頻的差路信號，通過解調(diào)獲取方位誤差信號和俯仰角誤差信號；所述天線伺服單元基于接收到的方位誤差信號和俯仰角誤差信號調(diào)整天線的朝向，以使環(huán)焦反射面天線持續(xù)跟蹤衛(wèi)星信號。本申請跟蹤通道模塊實現(xiàn)和差信號的分離以及收發(fā)信號的分離，通過單脈沖跟蹤接收機和伺服跟蹤轉(zhuǎn)臺能實現(xiàn)系統(tǒng)的單脈沖跟蹤。本系統(tǒng)最終能實現(xiàn)高速度、高精度跟蹤能力。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉亮
受保護的技術(shù)使用者：河北威賽特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21