多板天线“动中通”跟踪波束指向偏差研究

"动中通"系统可以通过接收并比较卫星下传的信标信号强度来调整天线波束指向,从而实现对卫星的跟踪,文中针对多板天线"动中通"系统由于通信内容和信标信号间的频率差异造成的跟踪波束和通信波束指向偏差问题,分析了跟踪波束指向偏差产生的基本原理,提出了一种基于延时线加两级移相器相位补偿技术的误差修正方案,并通过理论推导和Matlab仿真,证实了方案的可行性和有效性.     

卫星通信有效载荷用的多波束双频段阶梯反射器天线

本文介绍了一种适用于双频段多波束卫星有效载荷的新型阶梯反射器天线（SAR）。这种SAR系统用于地球同步卫星，可向地球覆盖区产生“平顶”辐射方向图接收波束和高效率高斯方向图发射波束。它综合利用改进后的阶梯反射器天线和双频段高效率馈源喇叭实现高效率多波束天线（MBA），支持通信卫星信号的下行发射和上行接收。已表明SAR可发射接收一组重合点波束，并显著地改善了边缘覆盖增益，提高了复用相同频率信道的波束间同极化隔离度，接收波束对卫星指向误差的反应小，与传统多波束天线相比还减少了反射器数量。     

多波束微波卫星天线

多波束微波卫星天线是一线多星的一种电视接收天线，近年来在国内外开始悄悄地崛起。由于它用一幅天线可以同时接收２－４颗卫星上的电视节目，近年来逐渐引起科研人员的重视和应用。本文从理论上进一步论证多波束卫星天线的可行性和实用性，随着同步轨轨道上卫星发射功率的提高。多波束卫星天线必将成为卫星天线中的一颗新秀。     

GEO卫星多波束天线指向测量方法与误差分析

针对地球同步轨道(GEO)卫星的多波束天线指向问题,研究了一种精确测量卫星天线指向的方法。在卫星发射通道间存在固有耦合干扰的情况下,通过地面测量站接收GEO卫星多波束天线发射的正交信标信号,推导并建立了测量卫星天线指向的数学模型;系统分析了各种误差源对测量精度的影响。通过仿真分析证明了该方法的有效性和可行性,为工程实现提供了参考依据。     

一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法

针对北斗短报文通信中载体天线波束指向北斗卫星的问题,该文提出一种天线波束指向算法。该算法根据载体所处的地理位置和姿态,计算出指向北斗卫星的天线波束指向角。根据载体天线的合成波束增益和所处地理位置的北斗卫星波束增益,选择出最优的北斗卫星,并将天线波束指向该卫星。该方法可以保证载体运动过程中,天线合成波束实时指向最优北斗卫星,最大限度地提高了北斗短报文通信性能。     

一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法

针对北斗短报文通信中载体天线波束指向北斗卫星的问题,该文提出一种天线波束指向算法.该算法根据载体所处的地理位置和姿态,计算出指向北斗卫星的天线波束指向角.根据载体天线的合成波束增益和所处地理位置的北斗卫星波束增益,选择出最优的北斗卫星,并将天线波束指向该卫星.该方法可以保证载体运动过程中,天线合成波束实时指向最优北斗卫星,最大限度地提高了北斗短报文通信性能.     

一种卫星动中通阴影和波束指向偏差估计方法

当目标卫星被遮挡,或天线波束指向偏差较大时,卫星通信质量会变差,甚至导致卫星通信中断。针对卫星动中通阴影和天线波束指向偏差的问题,建立了一种综合考虑地理环境和波束指向偏差的接收信号功率模型,提出了一种基于接收信号强度特征参数的阴影判断和天线波束指向偏差估计方法,方法充分利用了卫星动中通信道特性,适用于接收信号的快变化和慢变化两种情况。当出现个别较大指向偏差值时,模型能够有效降低误差影响。最后给出了实验仿真结果,验证了该方法的有效性。     

多子阵平板天线波束指向频率响应分析与固定长度延迟线应用

天线高度是宽带卫星移动通信系统推广应用的一个重要制约因素,采用多子阵技术可以降低平板天线的天线高度。然而多子阵平板天线阵的离散口径会造成天线波束指向频率响应的恶化。为改善天线波束指向频率响应,该文采用固定长度延迟线与移相器相结合的两级馈相方法,提出了一种基于多套延迟线的切换波束技术,将天线波束的扫描范围划分为多个区域,各区域采用不同的延迟线以合成相应的波束。仿真结果表明,该方法可以有效减小天线波束指向漂移,满足卫星移动通信系统对天线波束指向精度的要求。     

卫星电视接收天线的调试流程

卫星电视广播技术的发展 ,为ＣＡＴＶ系统提供了越来越多的节目源 ,从而极大地促进了有线电视事业的快速发展 ,形成了天上一颗星 ,地上万条线的“星—网”广播电视格局。卫星电视接收天线也称卫星电视地面站 ,卫星地面站在投入使用、更换卫星和转移站址时 ,都需要调整天线的指向 ,使之对准所需接收节目的卫星。天线的指向由方位角和仰角来确立。天线方位角是指天线抛物面轴线与真北极的夹角 ;天线的仰角是指天线抛物面轴线与地面水平面形成的仰度夹角。卫星地面站天线波束极窄 ,因而在调整前要先确定天线的指向 (角座标 ) ,以便缩短调整时间…     

广播电视卫星数字传输技术——第五章天馈线系统

（上接2008年第07期）5天线控制器由于太空环境存在多种干扰因素,而卫星控制系统并非尽善尽美,实际同步卫星相对于地球是有缓慢的微小运动的。如果电视接收站天线不能始终对准卫星,接收信号便会忽强忽弱,甚至丢失信号——卫星跑到天线波束外面了。天线控制系统的主要任务,就是跟踪卫星位置的漂移变化,实时调整天线指向,保证最佳的接收效果。     

极化损耗与天线指向误差对卫星接收信号的影响

卫星广播电视接收中,地面接收站所接收到的卫星转发信号的强弱与卫星转发器的有效全向辐射功率和接收站的品质因数G/T值有关。当卫星的有效全向辐射功率、接收站天馈系统及接收设备确定的情况下,若安装调整不当,使极化损耗和无线指向误差增大,最终将影响接收系统的载噪比和解调器输出信号的信杂比,使图象质量下降,甚至达不到指标要求。本文仅就极化损耗和天线指向误差     

卫星多波束测向技术

对于星载设备,接收信号大多十分微弱,利用多波束馈源阵列可以实现高增益接收,同时比较相邻波束收到信号能量,再结合每个馈源指向,确定出来波信号方向。由于多波束比幅测向技术具有处理简单,测向精度较高等优点,适合于星载测向设备。     

一种共形阵星地通信地面接收波束形成器设计

为了满足卫星和地面实现通信的需求,设计了一种共形阵的星地通信面接收波束形成器.采用球面阵圆极化天线的形式,在FPGA平台上完成信号处理.系统可以完成对信号的接收、下变频和数字波束形成等功能.系统内置整套卫星定位和数字波束形成算法,可根据上位机给出的星历平根数据,自主完成实时计算卫星位置、波束指向角度和权系数,可同时完成...     

基于多波束/TDOA技术的双星干扰源定位

单星多波束干扰源定位方法需要在3个以上的同频波束都能接收到干扰源信号的情况下才能实现定位。由于同频波束的数量有限以及干扰源位置的随机性,往往会出现能接收到干扰源信号的同频波束少于3个,或接收增益过低影响定位精度的情况。【目的】针对只有两个可用波束的定位问题以及进一步提高干扰源的定位精度,提出了通过邻星与主星建立基于多波束天线与到达时间差（TDOA）技术的双星联合定位模型。【方法】通过建立双星联合定位模型,并联立出定位方程组证明了该模型的可行性。同时,基于定位几何稀疏精度因子（GDOP）对定位模型的接收增益误差、波束指向误差、到达时间差误差以及位置预测误差4个方面进行了定位误差分析,并使用Matlab进行仿真对比。【结果】仿真实验表明,基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法的定位精度明显优于传统的单星多波束定位方法。【结论】基于多波束天线与TDOA技术的双星联合定位方法利用了TDOA对定位精度影响较小的优势,使其代替部分波束参与到卫星定位中,不仅减少了对定位波束数量的需求,而且减少了测量增益的误差与波束指向的误差,大大提高了定位的精度并提升了可靠性,较单星多波束定位更具优势。     

三角形栅格天线随机幅相误差对波束指向影响的计算研究

论文给出了三角形栅格平面阵的模型,计算研究了矩形栅格和三角形栅格的方向图以及波束指向。计算结果表明使用三角形栅格时能有效减少阵元数量,但是使用三角形栅格时随机幅相误差对波束指向的影响要大于使用矩形栅格。文章还计算分析了波束指向误差与波束指向角的关系,波束指向与天线阵面法线的夹角越大,随机幅相误差造成的波束指向误差也越大。     

星载多波束相控阵天线等通量覆盖设计

针对低轨卫星码分多址通信体制,为了克服卫星波束大角度扫描带来的远近效应和波束间干扰,提出了等通量覆盖和波束间频率复用方案。针对低轨卫星环境建立合理的天线波束扫描的数学模型,结合子阵分割理论,采用遗传算法对正六边形天线阵列进行综合;通过对多波束相控阵发射天线的唯相综合结果分析表明:天线等通量覆盖、旁瓣、波束指向等指标都符合设计要求,有效验证了算法的正确性。     

GEO卫星波束指向地面轨迹的计算与应用

由于受到各种空间因素的影响,GEO卫星通常工作在小倾角轨道,通过姿态偏置控制可以维持卫星多波束天线的中心视轴对地指向点固定,但除视轴外的其他波束中心以天为单位,进行周期性移动,在工程中会造成地面站指向偏移,影响卫星多波束资源的使用。通过理论分析与公式推导,给出了卫星多波束天线中任意波束中心指向地面轨迹的解算过程,并对其进行了仿真计算与分析,可以作为实际工程应用的理论参考。     

相控阵天线指向测量误差分析及消除方法研究

电扫波束指向精度是相控阵天线的核心指标之一,对波束指向进行准确测量是对系统工作能力进行评估的必要手段。文中以某相控阵天线为例,详细分析了几种外场波束指向测试中常见的外部误差。通过理论分析建立仿真模型,计算分析以上因素对天线指向测试的影响,并提出一种在波束指向测试过程中消除误差的优化方法。经试验比对,所提出的优化方法可以明显降低测试误差,提高测试结果的准确度和可信度,对同类型天线的外场测试和系统性能评估具有重要的工程参考价值。     

多波束相控阵天线角度测量方法

在雷达、通信、测控等领域中,基于相控阵天线的幅度和差单脉冲测角技术是基本方法,但该方法通过旋转法向方向图去近似表示子波束方向图,并用一阶泰勒公式近似表示子波束接收信号幅度,从而带来非噪声因素误差,最终导致目标角度估计精度不高。为此,通过相控阵天线同时产生两个形状相同但相互独立的子波束,旋转波束指向中心轴方向的方向图函数来确定两个子波束的方向图函数,并用高阶泰勒公式对子波束接收信号幅度进行近似,从而减少误差。仿真和硬件测试结果表明所提方法能够有效提高测角精度。     

基于波束空间的方向回溯阵列指向修正方法

针对方向回溯阵列中收发异频带来的波束指向误差, 提出了一种基于波束空间预识别的指向修正方法.从方向回溯阵列的一般模型出发, 推导频偏造成的波束指向误差, 并确定相位补偿量与接收信号角度的函数关系.通过阵元空间到波束空间的转换判断接收信号角度区间, 确定近似相位补偿量, 实现异频收发下方向回溯阵列指向误差的修正.仿真结果表明:修正后指向误差降低了一个量级并且抗噪声能力提升.相比现有方法, 本方法立足方向回溯阵列的基本架构, 实现简单, 补偿效果明显, 抗噪声能力强, 为方向回溯阵列在异频收发领域的应用提供了新思路.