[发明专利]旋转馈源射电望远镜接收机系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电空间探测技术领域，特别涉及一种旋转馈源射电望远镜接收机系统。

背景技术

近年来各国加快可对空间资源的开发和利用，发射活动频繁进行也导致了空间碎片的大量出现。空间碎片包括失效的卫星、火箭载体、操作性碎片以及爆炸产生的碎片等。空间碎片主要分布在低地球轨道和地球同步轨道上。对于地球同步轨道带上的空间目标和空间碎片一般采用地基光学望远镜进行跟踪监测，而低地球轨道上的碎片目标一般采用雷达进行观测。但是由于雷达本身的探测能力有限，现阶段仅实现了对于尺寸大于10cm的空间碎片目标的常规探测，对于小于10cm的空间碎片目标一种有效的探测方法是利用射电望远镜协同地基雷达系统构成双基地探测系统。

随着天文理论的发展以及各国对于天文事业的关注，相应的天文科学技术和大型天文设备制造技术都有极大的发展，近年来全球兴建了大批的各类地基光学和射电望远镜系统。利用这些先进的高灵敏度、大口径射电望远镜探测空间碎片目标显著的提高了空间碎片，尤其是10cm以下的空间碎片的探测能力。传统的射电望远镜一般使用单路馈源接收机系统，在将其应用到低地球轨道空间碎片的探测时，大都只能测量碎片目标的距离和位置信息，且由于空间碎片的飞行速度很大，穿越天线波束的时间很短，单次可采集的散射回波个数在几十到几百之间，数据量非常小。不利于对目标的轨道参数和目标散射截面积的准确估计。一种比较好的改进方法是利用射电望远镜巡天时所采用的多馈源接收机对碎片散射信号进行收集。但是由于为巡天所涉及的多馈源接收机一般采用7馈源或者13馈源环形排列的结构，并且波束间的间隔较大，工作期间会 产生海量的数据，回波情况复杂，事实上现有的多馈源接收机并不适合对空间碎片进行探测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种旋转馈源射电望远镜接收机系统，一种旋转馈源射电望远镜接收机系统，包括主馈源喇叭、主接收机；以及两个辅助馈源喇叭，分别设置于主馈源喇叭两侧，使得两个辅助馈源喇叭与主馈源喇叭位于射电望远镜的焦平面上的通一条直线；两个辅助接收机，分别独立连接到两个辅助馈源喇叭，用于将辅助馈源喇叭的电磁信号转化成数字信号输出给信号处理单元；信号处理单元，用于处理主接收机和辅助接收机采集的数字信号；旋转臂，连接到主馈源喇叭和两个辅助馈源喇叭，主馈源喇叭设置在旋转臂中心，辅助馈源喇叭设置在旋转臂的两端，旋转臂可以绕中心转动；旋转臂控制单元，用于控制旋转臂转动的角度和速度。同时本发明还提出了一种基于旋转馈源射电望远镜接收机系统的空间碎片探测方法，包括：射电望远镜指向待测天区，接收波束与协同信号源波束相交在待测高度；调整旋转馈源射电望远镜接收机，使主馈源和两个辅助馈源产生的接收波束中心所在直线与天赤道的夹角固定；接收经过待测天区的空间碎片散射的协同信号源发射的电磁波，转化成数字信号发送给信号处理单元；信号处理单元接收主接收机和辅助接收机的数字信号，提取数字信号中的空间碎片信息。

本发明所提出的旋转馈源射电望远镜接收机系统和基于旋转馈源射电望远镜接收机系统的空间碎片探测方法可以有效的提高利用射电望远镜估计碎片目标轨道信息和散射截面积的准确性，同时不会过分降低信息处理的效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种旋转馈源射电望远镜接收机系统结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种基于旋转馈源射电望远镜接收机系统的空间碎片探测方法的流程图；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供的一种旋转馈源射电望远镜接收机系统的实施例，如图1所示，包括：主馈源喇叭1，位于抛物面天线的焦平面上，用于收集抛物面天线接收的无线电波信号，将无线电波转化成微弱的模拟电信号，并传输给主接收机2。

主接收机2，，主接收机2与主馈源喇叭1连接，用于从主馈源喇叭1采集的模拟电信号中采集出特定频段的信号，并转化成数字电信号。主接收机2一般采用超外差接收结构，可以通过使用不同的本地振荡器选择不同的频段信号进行下变频等操作。主接收机2将经过放大的数字信号发送给信号处理单元8，进行集中处理。