基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法、系统、终端及介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113890598A(43)申请公布日2022.01.04(21)申请号202111455954.8(22)申请日2021.12.02(71)申请人四川九洲电器集团有限责任公司地址621000四川省绵阳市科创园区九华路6号(72)发明人黄健杨其聪何博(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人梁田(51)Int.Cl.H04B7/185(2006.01)H01Q3/02(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法、系统、终端及介质(57)摘要本发明公开了基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法、系统、终端及介质，涉及卫星通信天线技术领域，其技术方案要点是：确定理论调整方位角和理论调整俯仰角；理论调整方位角和理论调整俯仰角超出电扫描范围时，确定相控阵天线的补偿方位角和补偿俯仰角；根据补偿方位角和补偿俯仰角控制机械平台调节相控阵天线的位置，并控制相控阵波束指向以完成粗对准；接收到的卫星信号AGC电平值不大于门限值时，通过画框搜索算法进行对星，并控制机械平台来调节相控阵天线的位置完成精对准；精对准后通过圆锥扫描跟踪对目标卫星进行扫描跟踪。本发明使得相控阵天线能够快速对准和实时跟踪，且在完成实时跟踪的同时保证天线具有较优的阵面指标。CN113890598ACN113890598A权利要求书1/3页1.基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，包括以下步骤：根据星历信息、载体位置信息和载体姿态信息计算相控阵天线对准的理论方位角和理论俯仰角，并结合相控阵天线法线方向的当前方位角和当前俯仰角分别确定理论调整方位角和理论调整俯仰角；理论调整方位角和理论调整俯仰角超出电扫描范围时，结合画框搜索算法预设的最大俯仰方向搜索角度和最大方位方向搜索角度确定相控阵天线的补偿方位角和补偿俯仰角；根据补偿方位角和补偿俯仰角控制机械平台调节相控阵天线的位置，并依据相控阵天线转动后所更新的理论方位角和理论俯仰角控制相控阵波束指向以完成粗对准；粗对准后接收到的卫星信号AGC电平值不大于门限值时，以粗对准位置为中心通过画框搜索算法进行对星，并依据对星结果控制机械平台来调节相控阵天线的位置完成精对准；精对准后通过圆锥扫描跟踪对目标卫星进行扫描跟踪。2.根据权利要求1所述的基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，所述补偿方位角的确定计算公式具体为：其中，表示补偿方位角；表示理论方位角；表示相控阵天线法线方向的当前方位角；表示电扫描范围中的方位角范围最大值；表示画框搜索算法预设的最大方位方向搜索角度；所述补偿俯仰角的确定计算公式具体为：其中，表示补偿俯仰角；表示理论俯仰角；表示相控阵天线法线方向的当前俯仰角；表示电扫描范围中的俯仰角范围最大值；表示画框搜索算法预设的最大俯仰方向搜索角度。3.根据权利要求1所述的基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，通过所述画框搜索算法进行对星的过程具体为：以粗对准位置为中心，在方位方向和俯仰方向上交替搜索对星，相控阵天线波束的搜索轨迹呈螺旋框形状；下一次方位搜索的单次步长最大角度在上一次方位搜索的单次步长最大角度上增加第一步长值，方位搜索次数不超过预设第一搜索次数；下一次俯仰搜索的单次步长最大角度在上一次俯仰搜索的单次步长最大角度上增加第二步长值，俯仰搜索次数不超过预设第二搜索次数；对星完成后停止搜索。4.根据权利要求3所述的基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，所述第一步长值的计算公式具体为：其中，表示第一步长值；表示波束宽度；表示方位参数，由载体类型、伺服转动2CN113890598A权利要求书2/3页速度共同决定；所述第二步长值的计算公式具体为：其中，表示第二步长值；表示俯仰参数，由载体类型、伺服转动速度共同决定。5.根据权利要求1所述的基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，通过所述圆锥扫描跟踪对目标卫星进行扫描跟踪的过程具体为：天线波束围绕目标卫星做圆周运动时，采集圆周运动轨迹上沿俯仰方向、方位方向的对称点组处的AGC电平值；根据同一组中两个对称点的AGC电平值大小分析偏移量，依据偏移量控制天线波束中心向AGC电平值高的对称点偏移。6.根据权利要求5所述的基于相控阵的混合扫描天线跟踪方法，其特征是，所述俯仰方向的偏移量确定计算公式具体为：其中，表示俯仰方向的偏移量；表示俯仰偏移参数，由天线波束宽度和跟踪精度因素决定；表示俯仰方向上的任一对称点与目标卫星在波束运动平面上的投影之间的角度差值，以绝对值表示；所述方位方向的偏移量确定计算公式具体为：其中，表示方位方向的偏移量；表示方位偏移参数，由天线波束宽度和跟踪精度因素决定；表示方位方向上的任一对称点与目标卫星在波