[发明专利]一种双频抛物面天线引导捕获方法

说明书

本发明公开了一种双频抛物面天线引导捕获方法，具体包括如下步骤：步骤1，根据已知的天线引导角度控制天线指向目标进站点；步骤2，在任务开始后控制天线为程序引导方式，使天线转低频段自跟踪方式；步骤3，天线进入低频段自跟踪方式后，判断高频段信号锁定情况和角误差信号，当满足高频自跟踪方式条件时，天线转高频段自跟踪方式；否则天线处于低频段自跟踪状态；步骤4，跟踪过程中接收机若高频段信号失锁，判断低频段信号锁定情况和角误差信号，根据判断结果的不同，将天线转入不同的引导跟踪方式。采用本发明中的方法可降低对卫星轨道预报精度和天线指向精度的要求，便于实现天线对目标的捕获。

技术领域

本发明属于航天器测量、控制与应用技术领域，涉及一种双频抛物面天线引导捕获方法。

背景技术

近年来，随着卫星通信容量的提高，对星地通信带宽提出了更大需求，航天器测控与通信频段逐步由S、C扩展到X、Ka等更高频段。由抛物面天线波束宽度计算公式θ＝70λ/D(其中λ为波长、D为天线口径)可知，波束宽度与波长成正比，天线口径不变的情况下，频率越高，波束越小。以15米天线为例，工作在S频段(f＝2GHz)时，波束宽度约为0.7°，工作在Ka频段(f＝20GHz)时，波束宽度约为0.07°。

天线在捕获目标阶段，当天线指向目标位置时，如果下行信号能够进入地面站天线波束范围，就能完成对目标的捕获；当指向偏差超过天线波束宽度，下行信号就无法进入地面站天线波束范围内，对目标的捕获就会失败。天线指向偏差跟卫星轨道预报误差、大气折射、轴系误差等因素有关，窄波束捕获要求大幅提高天线轴系误差、大气折射误差和轨道预报误差精度，这将花费很大的代价，且效果可能并不能达到预期。因此，探索窄波束天线捕获方法具有很大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供涉及一种双频抛物面天线引导捕获方法，该方法可降低对卫星轨道预报精度和天线指向精度的要求，便于实现天线对目标的捕获。

本发明所采用的技术方案是，一种双频抛物面天线引导捕获方法，具体包括如下步骤：

步骤1，在任务开始时刻T₀，根据已知的天线引导角度控制天线指向目标进站点；

步骤2，在任务开始后Δt分钟，即T₀+Δt时刻，控制天线为程序引导方式，当天线仰角高于3°且超过遮蔽角+θ_低/2、接收机锁定、接收电平达到捕获门限P_门低以上、天线角误差电压小于门限ΔU_低，天线转低频段自跟踪方式；

步骤3，天线进入低频段自跟踪方式后，判断高频段信号锁定情况和角误差信号，当满足高频自跟踪方式条件时，天线转高频段自跟踪方式；否则天线处于低频段自跟踪状态；

步骤4，跟踪过程中接收机若高频段信号失锁，判断低频段信号锁定情况和角误差信号，根据判断结果的不同，将天线转入不同的引导跟踪方式。

本发明的特点还在于，

步骤2中Δt的范围为0Δt5。

步骤3中判断高频段信号锁定情况和角误差信号的具体过程为：

当接收机锁定、电平达到捕获门限P_门高以上、天线角误差电压小于门限ΔU_高，天线转高频段自跟踪方式。

步骤3中，P_门高的计算过程如下：

P_门高＝EIRP_S高-L_SP高+K+G/T_r高-L_Σ高-L_Δ高/2

式中，P_门高为高频段信号接收机捕获门限，单位为dBHz；