[发明专利]基于指向误差的卫通站单脉冲跟踪接收机相位补偿方法

说明书

本发明涉及一种基于指向误差的卫通站单脉冲跟踪机相位补偿方法，通过修改跟踪接收机程序，记录校相过程中俯仰轴、方位轴初始指向误差，A轴校相时记录上转、下转E轴时E轴的最大电压值，E轴校相时记录左转、右转A轴时A轴的最大电压值，在手动校相结果的基础上通过记录的过程量计算补偿值，对手动校相结果进行修正。实现了对船载卫星通信站单脉冲跟踪接收机手动校相结果的相位补偿，提升了手动校相时的校相精度，有利于改善船载卫通站伺服系统的跟踪性能和卫星通信链路的信道质量。

技术领域

本发明涉及卫星通信站跟踪接收机领域，尤其涉及一种船载卫星通信站单脉冲跟踪接收机相位补偿方法。

背景技术

海上船体时刻晃动，船载卫星通信站为建立稳定的通信，多采用单脉冲跟踪体制实现通信天线对卫星的稳定跟踪。跟踪接收机是卫通站伺服系统中的关键设备，负责从天线馈源中耦合出的差信号中解调出方位误差和俯仰误差，为伺服系统跟踪卫星提供参考。为准确解调出方位和俯仰误差信号，必须校准跟踪接收机相位值，消除和信号与差信号在合成单通道前存在的相差，确保两者相位一致。

本发明中所述船载卫通站采用A-E-C三轴跟踪体制，即方位轴、俯仰轴、交叉轴三轴跟踪，其跟踪接收系统由低噪声放大器(和低噪A、和低噪B、差低噪A、差低噪B)、和差网络、分路器、跟踪接收机、连接线缆六大功能部分组成。设目标卫星的信标信号为U_s(t)＝Ue^-jωt(右旋信号)，U为信号幅值，ω为信号角速率。信标信号在天线馈源激励起基模TE₁₁作为和模，输出为和通道和信号u_Σ(t)；跟踪耦合器中激励起的高次TE₂₁模作为差模，输出为差通道的差信号u_△(t)。和、差信号可表达如下：

u_Σ(t)＝Ucos(ωt+ξ₁) (1)

其中，为归一化误差，μ₁、μ₂分别为方位、俯仰轴的幅值比例；u_△A(t)、u_△E(t)为差信号在方位、俯仰轴上的分量，为归一化误差角；ξ₁、ξ₂分别为和、差信号的初始相位，θ为天线电轴指向与卫星目标之间的夹角。重新标定初始时刻，对(1)、(2)进行变换，令γ＝ξ₂-ξ₁，可得，

u_Σ(t)＝Ucos(ωt) (3)

差信号经调制后与和信号合成一路送跟踪接收机系统进行解调。和差网络输出的单通道跟踪信号送至跟踪接收机，经变频放大、AGC放大、锁相、幅度检波、相位检波和同步检波之后解调输出俯仰轴和方位轴方向的误差信号u_△E(t)和u_△A(t)。其中，移相器将参考源信号相位移动γ_E和γ_A。跟踪接收机校相的目的是调整移相器相位值，消除和信号与差信号合成前的初始相位差，以解调出俯仰误差和方位误差。经过跟踪接收机一系列处理后，解调出的俯仰和方位误差为：

其中，p为解调常数；γ1和γ₂分别为俯仰和方位误差的初始相位差。当γ₁＝γ_E，γ₂＝γ^A时，(5)就得到了正确的误差值。当天线对准卫星后只转动A轴，此时只在A轴产生误差电压，应有u_△E＝0；若γ₁≠γ_E，则

即在E轴产生了交叉耦合项：

-pμθsin(γ₁-γ_E)