[发明专利]一种深空高增益天线在轨指向校准方法

说明书

本发明公开了一种深空高增益天线在轨指向校准方法，S1分别向待校准高增益天线和与其对应的低增益天线发送上行射频信号；S2获取两套天线相对应的接收机信号电平；S3计算高增益天线当前指向角度所对应的增益值；S4向指向机构上注零位修正指令，改变高增益天线偏置角度；S5重复步骤S1至S4，直至校准完成。该方法有效克服了常规天线校准方法中普遍存在的通信时延、大气衰减、地面站低仰角射频误差等各类误差源影响，同时降低了对探测器在轨正常控制跟踪影响。可有效提高在轨标定精度和效率。

技术领域

本发明属于深空探测器用天线技术领域，尤其涉及一种深空高增益天线在轨指向校准方法。

背景技术

在某深空探测型号中，需要研制带指向机构的高增益收发共用天线，以满足探测器对地指向通信要求。该天线口径大，系统布局复杂，对在轨指向精度要求高。天线增益大于40dB，指向精度要求优于0.1°。为消除地面装配试验过程中存在的误差影响，在轨期间需要开展指向校准工作，提高在轨指向精度和通信效率。

目前，公知的星载高增益天线在轨指向校准方法，主要是设计在轨指向校准程序，程控控制天线指向机构驱动高增益天线进行直线扫描或螺旋扫描，同时通过下行或上行信道接收射频信号，判断最大指向方向。采用下行信道标定时，在高增益天线程控指向地面站扫描时，地面站接收对应的星上下行射频信号，通过接收到的射频信号及对应的星上指向机构角度，反推高增益天线最大增益值对应的指向角度，进行校准修正；如采用上行信道标定，则在高增益天线程控指向地面站扫描时，由星上接收机接收地面发送的射频信号，并给出高增益天线不同指向角度对应的星上接收机接收电平值，得出高增益天线最大增益值对应的指向角度，进行校准修正。

上述方法理论上可准确测出高增益天线最大指向方向，但是对星地时间同步性、对射频信号的稳定性以及地面站不同仰角引起的大气衰减等影响因素都提出了极高的要求。另外采用程控扫描方式，也会在一定程度上影响高增益正常的天线对地闭环跟踪，带来一定的通信中断风险。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种深空高增益天线在轨指向校准方法，以解决常规天线校准方法存在的通信时延、大气衰减、地面站低仰角射频误差等技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种深空高增益天线在轨指向校准方法，包括如下步骤：

S1：由地面分别向探测器上待校准高增益天线和低增益天线发送上行射频信号，低增益天线与高增益天线相对应设置；

S2：根据与高增益天线连接的第一接收机的器上遥测数据、以及与低增益天线连接的第二接收机的器上遥测数据，分别得到第一接收机和第二接收机的信号接收电平；

S3：基于第一接收机和第二接收机的信号接收电平，得到高增益天线当前指向角度所对应的增益值；

S4：向控制高增益天线指向方向的指向机构上注零位修正指令，修正指向机构的零位基准，以改变高增益天线偏置角度；

S5：重复步骤S1至S4，依次上注完成修正指令组内所有的零位修正指令并分别获取高增益天线对应指向角度的增益值，判断得到高增益天线的最大增益值，并上注高增益天线最大增益值所对应的零位修正指令，以实现高增益天线地在轨指向校准。

其中，在步骤S3中，得到高增益天线的增益值的计算公式为

G_H＝A_Amp-B_Amp+L_A-L_B+G_L