[发明专利]一种适用于动中通天线的圆锥扫描跟踪算法

说明书

本发明公开了一种适用于动中通天线的圆锥扫描跟踪算法，包含以下步骤：A、控制器通过控制伺服传动驱动天线在方位和俯仰方向运动完成圆锥扫描；B、各圆锥扫描点得到的信标电平通过低通滤波器滤波，得到电平的参考值；C、各圆锥扫描点的信标电平与参考值相减，得到的误差值作为圆锥扫描中心轴的调整依据；D、圆锥扫描中心轴的调整方向指向圆锥扫描点，若误差值大于0，向圆锥扫描方向调整；若小于0则向相反方向调整，本发明解决了如何通过圆锥扫描实现跟踪的算法。算法实现所需要的资源少，可以做到连续调整和跟踪。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体是一种适用于动中通天线的圆锥扫描跟踪算法。

背景技术

卫星通信借助卫星作为无线信号的中继，为了提高卫星链路增益，需要将地面站的天线对准卫星。对于动中通而言，天线在移动过程中，姿态会随时发生变化，需要通过一定的方法使天线保持对准。动中通保持天线对准常用的是采用半开环方式工作：一方面，通过惯性测量器件，获得载体的姿态，伺服系统补偿载体运动导致的天线姿态变化；另一方面，通过单脉冲方式、步进跟踪方式或圆锥扫描方式对卫星进行跟踪，补偿惯性测量器件测量导致或其他因素导致的误差。

在单脉冲跟踪、步进跟踪和圆锥扫描跟踪方式中，单脉冲跟踪系统复杂，成本高；步进跟踪速度慢，精度不能满足动中通的要求；圆锥扫描工作方式在动中通系统中应用最为广泛。

在可检索的动中通圆锥扫描的文献或专利中，计算较为复杂的如专利号2016107669805公开的一种动中通天线余弦扫描的惯导航向修正方法或跟踪速度慢如专利号2017104802043公开的一种动中通天线余弦扫描的惯导航向修正方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于动中通天线的圆锥扫描跟踪算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于动中通天线的圆锥扫描跟踪算法，包含以下步骤：

A、控制器通过控制伺服传动机构驱动天线在方位和俯仰方向运动完成圆锥扫描；

B、各圆锥扫描点得到的信标电平通过低通滤波器滤波，得到电平的参考值；

C、各圆锥扫描点的信标电平与参考值相减，得到的误差值作为圆锥扫描中心轴的调整依据；

D、圆锥扫描中心轴的调整方向指向圆锥扫描点，若误差值大于0，向圆锥扫描方向调整；若小于0则向相反方向调整。

作为本发明的优选方案：所述步骤D中调整的幅度与误差值成正比。

作为本发明的优选方案：所述圆锥扫描的具体步骤如下：1）圆锥扫描控制模块控制天线到α、φ做圆锥扫描，α、φ分别为圆锥扫描的相对于地理坐标系方位角和俯仰角，天线相对于载体坐标系的姿态由坐标旋转计算得到；2）检测到的信标接收机输出的信号电平为R，R与通过低通滤波器后的信号相减，得到信号R_h，3）通过积分计算新的圆锥扫描中心点φ_c(n+1)=φ_c(n)+μ˙sin(β)，β为圆锥扫描位置，α_c(n+1)=α_c(n)+μ˙cos(β)，4）计算新的圆锥扫描方位角为 φ=φ_c(n)+ θ˙cosβ，α_c和φ_c分别为圆锥扫描的中心点方位角和俯仰角，俯仰角为α=α_c(n) + θ˙sinβ；5）重复上述过程。

作为本发明的优选方案：所述低通滤波器采用指数平均滤波器R_l(n+1)= (1-k)˙R_l(n)+k˙R，其中0<k<1。

作为本发明的优选方案：所述低通滤波器的截止频率应小于圆锥扫描的频率。