[发明专利]一种宽带波束的数字跟踪方法、系统和设备

说明书

本发明公开了一种宽带波束的数字跟踪方法，包括：对做完FFT处理的每一路数据与来波方向矢量进行频域波束合成计算，得到波束合成量；获取波束合成量的最大值；对波束合成量的最大值做信号检测和归一化处理，得到参量值；当参量值大于或等于预设的有效信号参考值，且波束合成量的最大值小于或等于所述有效信号参考值时，判定当前最小基本子信道中存在有效信号；获取参量值的最大值，并根据参量值的最大值得到波束的最终方位角和最终俯仰角。本发明实施例还公开了一种宽带波束的数字跟踪系统和一种宽带波束的数字跟踪设备。采用本发明实施例，快速估计出当前时刻卫星信号的来波方向，达到相控阵天线对宽带波束实时、快速、准确跟踪的效果。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种宽带波束的数字跟踪方法、系统和设备。

背景技术

卫星通信具有覆盖广、传输快、容量大、不受地形限制的特点，近年来受到了广泛关注。而今，随着民用市场自主卫星电话正式放号，卫星通信在军用和民用领域可谓全面铺开。由于阵列天线的每个阵元间排列间距和接收电磁波频率有关，频率越高，需要的排列间距越小，因而对于甚高频段的电磁波，阵列天线间距需要非常小，这对硬件的工艺和散热等都提出了非常高的要求。

在目前卫星信号接收系统中，固定站常用的卫星接收天线是抛物面天线，移动站卫星天线常使用机械扫描的方式对卫星接收信号进行跟踪。机械扫描卫星天线一般为方位、俯仰二轴驱动，使用机械伺服系统对机械装置进行实时控制。机械扫描天线根据实时扫描的接收电平大小，来判断卫星信号的方位角和俯仰角，进而通过机械转动的方式实时对准卫星信号方向。但是，现有的机械扫描天线对于高速移动的卫星终端(山地中高速移动的汽车，火车，飞机等)，由于其机械反应时间较慢，导致其不能达到实时、快速、准确地跟踪到信号。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种宽带波束的数字跟踪方法、系统和设备，能快速估计出当前时刻卫星信号的来波方向，以达到相控阵天线对宽带波束实时、快速、准确跟踪的效果。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种宽带波束的数字跟踪方法，包括：

获取二维平面阵列的来波方向矢量；

获取ADC采集的数据，对每一路数据分别做FFT处理；

对做完FFT处理的每一路数据与所述来波方向矢量进行频域波束合成计算，得到波束合成量；

获取在同一个最小基本子信道中所述波束合成量的最大值；

对所述波束合成量的最大值做信号检测和归一化处理，得到参量值；

当所述参量值大于或等于预设的有效信号参考值，且所述波束合成量的最大值小于或等于所述有效信号参考值时，判定当前最小基本子信道中存在有效信号；

当判定存在有效信号时，获取所述参量值的最大值，所述参量值的最大值对应的扫描空间即为最终来波方向，并根据所述最终来波方向得到波束的最终方位角和最终俯仰角。

与现有技术相比，本发明公开的宽带波束的数字跟踪方法，首先通过对做完 FFT处理的每一路数据与所述来波方向矢量进行频域波束合成计算，得到波束合成量；然后对所述波束合成量的最大值做信号检测和归一化处理，得到参量值；当所述参量值大于或等于预设的有效信号参考值，且所述波束合成量的最大值小于或等于所述有效信号参考值时，判定当前最小基本子信道中存在有效信号；最后获取所述参量值的最大值，并根据所述参量值的最大值得到波束的最终方位角和最终俯仰角。解决了现有技术现有的机械扫描天线对于高速移动的卫星终端，由于其机械反应时间较慢，导致其不能达到实时、快速、准确地跟踪到信号的问题。能够快速估计出当前时刻卫星信号的来波方向，以达到相控阵天线对宽带波束实时、快速、准确跟踪的效果。

作为上述方案的改进，所述获取二维平面阵列的来波方向矢量，包括：