本發明屬于衛星通信地面站設備領域,尤其涉及一種應用于衛星通信系統的x波段自動跟蹤系統。
背景技術:
1、衛星測控系統在航天領域中具有重要地位,是衛星發射、在軌運行、軌道調整和任務執行等環節中的關鍵組成部分。衛星測控系統通過地面站設備與衛星之間的雙向通信,確保對衛星進行有效的測量和控制。這些系統通常集成了天線技術、通信技術、自動控制技術、信號處理技術和結構設計技術等多種先進技術。
2、低軌衛星由于軌道高度低、運行速度快,對地面站設備提出了更高的要求。現有的x波段地面站設備通常用于與地球同步靜止衛星進行通信,這些設備缺乏自動跟蹤能力,難以滿足低軌衛星的測控需求。在實際應用中,現有系統在以下幾個方面存在不足:
3、自動跟蹤能力不足:現有設備主要針對固定軌道衛星設計,缺乏對快速移動的低軌衛星進行實時跟蹤的能力,導致測控過程中信號容易中斷。
4、響應速度慢:在面對低軌衛星高速移動的情況下,現有設備的響應速度不足,難以快速調整天線方向,無法保證持續穩定的測控。
5、測控精度低:由于跟蹤技術的限制,現有設備在對低軌衛星進行測控時,精度較低,影響了測控任務的有效執行。
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,以滿足低軌衛星測控的需求,確保測控過程的穩定性和可靠性。
技術實現思路
1、針對上述問題,本申請實施例提供了應用于衛星通信系統的x波段自動跟蹤系統,過跟蹤通道模塊實現和差信號的分離以及收發信號的分離,通過單脈沖跟蹤接收機和伺服跟蹤轉臺能實現系統的單脈沖跟蹤。本系統最終能實現高速度、高精度跟蹤能力
2、本申請實施例提供的一種應用于衛星通信系統的x波段自動跟蹤系統,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;跟蹤通道模塊與環焦天線電性連接;
4、所述跟蹤通道模塊接收來自環焦天線的輸入信號,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調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整天線的朝向,以使環焦反射面天線持續跟蹤衛星信號。
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、波導開關、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、波導開關、低噪聲放大器(lna)轉化為左右旋差信號,在經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中頻數字化、幅度檢波后與參考信號進行同步解調,得到方位誤差信號和俯仰角誤差電壓,從而獲取環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生器,所述參考信號來自所述方波信號產生器。
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,進入工作狀態前需要進行相位校準。
16、本申請實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到以下有益效果:
17、本發明的一種應用于衛星通信系統的x波段自動跟蹤系統,能實現與移動衛星之間的實時通信,系統具備單脈沖自跟蹤能力,跟蹤速度快,跟蹤精度高。通過環焦反射面天線完成信號的收發,通過跟蹤通道模塊實現和差信號的分離以及收發信號的分離,通過單脈沖跟蹤接收機和伺服跟蹤轉臺能實現系統的單脈沖跟蹤。本系統最終能實現高速度、高精度跟蹤能力。
1.一種應用于衛星通信系統的x波段自動跟蹤系統,其特征在于,
2.如權利要求1所述的x波段自動跟蹤系統,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.如權利要求2所述的x波段自動跟蹤系統,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,通過解調獲取方位誤差信號和俯仰角誤差信號進一步包括:
4.如權利要求3所述的x波段自動跟蹤系統,其特征在于,所述單脈沖跟蹤接收機具有一方波信號產生器,所述參考信號來自所述方波信號產生器。
5.如權利要求1所述的x波段自動跟蹤系統,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.如權利要求1所述的x波段自動跟蹤系統,其特征在于,所述和信號、差信號合成時存在相位差,進入工作狀態前需要進行相位校準。