[发明专利]球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法

权利要求书

1.一种球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法，特征在于包括如下步骤：在数字多波束球面相控阵天线系统中，根据波束形成方向对球面相控阵天线的阵元，按方位与俯仰方向划分四个对称的阵面；四个阵面天线链路接收到的射频信号通过DBF加权模块波束合成信号，经和差波束形成模块分别按方位及俯仰方向相互和、差的方式产生波束合信号、方位差信号与俯仰差信号，形成和/差波束信号，差波束形成模块将和/差波束信号送后端基带角度误差解调模块处理后，解出方位误差电压与俯仰误差电压，将方位误差电压与俯仰误差电压送波控计算机处理，为保证对有一阶角速度变化量的目标的无残差跟踪，波控计算机实时自跟踪动态目标，利用波控软件估算目标来波方向，使用二阶数字跟踪环路将跟踪中间变量V(n)与多波束电扫增益系数K0相乘，将乘积结果K0*V(n)与原波束指向θ(n-1)进行累积得到新的波束指向θ(n)，并根据方位误差电压与俯仰误差电压大小计算出波束指向目标的方位角与俯仰角的偏差，最后经波控计算机波控软件更新波束指向，修改偏差后，将目标的实时位置信息送波束形成单位，完成对动态目标的自跟踪。

2.如权利要求1所述的球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法，其特征在于：球面相控阵天线阵元按方位与俯仰方向划分为A、B、C、D四个对称的阵面，四个对称阵面分别以目标指向为中心划分，按方位及俯仰方向相互和、差的方式，波束合成接收A、B、C、D信号，产生波束合信号Σ与方位差信号ΔA及俯仰差信号ΔE，完成和/差波束，形成波束合信号Σ＝A+B+C+D。

3.如权利要求1所述的球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法，其特征在于：DBF加权模块利用球面天线阵元形成和波束合信号Σ与方位差波束信号ΔA及俯仰差波束信号ΔE，其中，方位差波束信号ΔA＝(A+C)-(B+D)；俯仰差波束信号ΔE＝(A+B)-(C+D)。

4.如权利要求2所述的球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法，其特征在于：角度误差解调模块根据输入的合波束信号Σ与方位差波束信号ΔA及俯仰差波束信号ΔE，解调出自跟踪相关方位角误差电压与相关俯仰角误差电压。

5.如权利要求1所述的球面相控阵天线对航天器动态目标的自跟踪方法，其特征在于：角度误差解调模块采用相干方式解调出归一化方位误差电压ΔVA与俯仰误差电压ΔVE，将归一化方位误差电压ΔVA与俯仰误差电压ΔVE送入数字信号处理单元，数字信号处理单元根据天线跟踪波束的归一化差斜率,折算出方位角误差与俯仰角误差将折算出的方位角误差与俯仰角误差输出给波控计算机。