【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于無線通信和自動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法。
技術(shù)介紹
1、近年來，衛(wèi)星技術(shù)的快速發(fā)展和地面毫米波的應(yīng)用，電子計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)和代材料的發(fā)展，讓符合當(dāng)下行業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相控陣天線應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線是無人機(jī)衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的重要組成部分，位于整個(gè)通訊系統(tǒng)的最前端。其作用是接收來自同步衛(wèi)星的下行信號(hào)，同時(shí)可將上行信號(hào)發(fā)射至衛(wèi)星。
2、機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法應(yīng)用于天線控制器，通過波控驅(qū)動(dòng)邏輯和波控信息控制相控陣子陣面波束合成，并根據(jù)無人機(jī)的姿態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整相控陣子陣面波束指向，實(shí)現(xiàn)無機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)條件下天線的實(shí)時(shí)對(duì)星和跟蹤，為無人機(jī)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，保障無人機(jī)的飛行安全和精準(zhǔn)作業(yè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：本專利技術(shù)提供一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，從而控制機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作，通過控制天線陣面的波束精準(zhǔn)指向?qū)崿F(xiàn)機(jī)載天線的快速對(duì)星和實(shí)時(shí)跟蹤，從而建立起無人機(jī)與地面的測(cè)控鏈路。
2、本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，包括：
3、接收mems慣導(dǎo)單元發(fā)送的地理坐標(biāo)和姿態(tài)信息，根據(jù)地理坐標(biāo)確定相控陣子陣面在地理坐標(biāo)系下的目標(biāo)衛(wèi)星通信波束指向信息；
4、根據(jù)姿態(tài)信息和預(yù)設(shè)的波控角度，確定相控陣子陣面的波控信息，波控信息包括波束在相控陣子陣面坐標(biāo)系下的方位角、離軸角及極化角；極化角由方位角和預(yù)設(shè)的極化角確定，極化角包括接
5、根據(jù)波控信息和預(yù)設(shè)的波控驅(qū)動(dòng)邏輯完成相控陣子陣面的實(shí)時(shí)波束更新，實(shí)現(xiàn)機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線對(duì)目標(biāo)衛(wèi)星的自動(dòng)跟蹤和指向，并與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
6、進(jìn)一步的，所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，應(yīng)用于機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的控制器，機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的天線面包括兩個(gè)相控陣子陣面，相控陣子陣面包括接收子陣面和發(fā)射子陣面，控制器與接收子陣面、發(fā)射子陣面連接。
7、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)的波控角度滿足，波控角度包括相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束離軸角e和相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束方位角a：
8、
9、其中，vb為相控陣子陣面坐標(biāo)系下的空間波束向量，t為坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，vn為地理坐標(biāo)系下的空間波束向量，e為相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束離軸角，a為相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束方位角。
10、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)的極化角滿足：
11、
12、其中，pr為接收子陣面極化角，pn為地理坐標(biāo)系下波束極化角，pt為發(fā)射陣面極化角。
13、進(jìn)一步的，所述預(yù)設(shè)的波控驅(qū)動(dòng)邏輯，包括：
14、進(jìn)行陣面初始化；
15、進(jìn)行極化配置；
16、進(jìn)行初始波束配置；
17、進(jìn)行射頻上電；
18、實(shí)時(shí)波束更新；
19、如果需要進(jìn)行極化切換，則進(jìn)行射頻斷電后，返回進(jìn)行極化配置；
20、如果無需進(jìn)行極化切換，則執(zhí)行信標(biāo)圓錐掃描，信標(biāo)值由信標(biāo)機(jī)采集，信標(biāo)值為接收子陣面接收目標(biāo)衛(wèi)星的信標(biāo)頻率強(qiáng)度值；信標(biāo)圓錐掃描通過計(jì)算信標(biāo)值的強(qiáng)度梯度方向，再沿強(qiáng)度梯度方向修正波控信息，控制實(shí)時(shí)波束更新。
21、進(jìn)一步的，所述進(jìn)行陣面初始化，包括：向相控陣子陣面下發(fā)初始化指令和初始化狀態(tài)查詢指令。
22、進(jìn)一步的，所述進(jìn)行極化配置，包括：向相控陣子陣面下發(fā)極化配置指令和極化配置狀態(tài)查詢指令，極化配置指令包括左旋圓極化、右旋圓極化和全極化。
23、進(jìn)一步的，所述進(jìn)行初始波束配置，包括：向相控陣子陣面下發(fā)初始波束配置指令及波束配置狀態(tài)查詢，初始波束配置指令包括地理坐標(biāo)系下的衛(wèi)星通信波束指向信息及波束工作頻率。
24、進(jìn)一步的，所述進(jìn)行射頻上電，包括：向相控陣子陣面下發(fā)射頻上電指令及射頻狀態(tài)查詢；所述進(jìn)行射頻斷電，包括：向相控陣子陣面下發(fā)射頻斷電指令及射頻狀態(tài)查詢。
25、進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)波束更新，包括：向相控陣子陣面下實(shí)時(shí)波束更新指令及波束更新狀態(tài)查詢；其中，向接收子陣面下發(fā)的實(shí)時(shí)波束更新指令包括方位角、離軸角、接收極化角及波束下行工作頻率；向發(fā)射子陣面下發(fā)的實(shí)時(shí)波束更新指令包括方位角、離軸角、發(fā)射極化角及波束上行工作頻率。
26、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是：
27、本專利技術(shù)提供的機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，通過控制相控陣子陣面的波束精準(zhǔn)指向?qū)崿F(xiàn)機(jī)載天線的實(shí)時(shí)跟蹤，從而建立起無人機(jī)與地面的測(cè)控鏈路；通過預(yù)設(shè)的波束角度公式和預(yù)設(shè)的波控驅(qū)動(dòng)邏輯，控制相控陣子陣面的波束精準(zhǔn)指向，實(shí)現(xiàn)機(jī)載天線的快速對(duì)星和實(shí)時(shí)跟蹤，從而建立起無人機(jī)與地面的測(cè)控鏈路。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，應(yīng)用于機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的控制器，機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的天線面包括兩個(gè)相控陣子陣面，相控陣子陣面包括接收子陣面和發(fā)射子陣面，控制器與接收子陣面、發(fā)射子陣面連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的波控角度滿足，波控角度包括相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束離軸角E和相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束方位角A：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的極化角滿足：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的波控驅(qū)動(dòng)邏輯，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述進(jìn)行陣面初始化，包括：向相控陣子陣面下發(fā)初始化指令和初始化狀態(tài)查詢指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述進(jìn)行
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述進(jìn)行初始波束配置，包括：向相控陣子陣面下發(fā)初始波束配置指令及波束配置狀態(tài)查詢，初始波束配置指令包括地理坐標(biāo)系下的衛(wèi)星通信波束指向信息及波束工作頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述進(jìn)行射頻上電，包括：向相控陣子陣面下發(fā)射頻上電指令及射頻狀態(tài)查詢；所述進(jìn)行射頻斷電，包括：向相控陣子陣面下發(fā)射頻斷電指令及射頻狀態(tài)查詢。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述實(shí)時(shí)波束更新，包括：向相控陣子陣面下實(shí)時(shí)波束更新指令及波束更新狀態(tài)查詢；其中，向接收子陣面下發(fā)的實(shí)時(shí)波束更新指令包括方位角、離軸角、接收極化角及波束下行工作頻率；向發(fā)射子陣面下發(fā)的實(shí)時(shí)波束更新指令包括方位角、離軸角、發(fā)射極化角及波束上行工作頻率。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，應(yīng)用于機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的控制器，機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線的天線面包括兩個(gè)相控陣子陣面，相控陣子陣面包括接收子陣面和發(fā)射子陣面，控制器與接收子陣面、發(fā)射子陣面連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的波控角度滿足，波控角度包括相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束離軸角e和相控陣子陣面坐標(biāo)系下的波束方位角a：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的極化角滿足：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的波控驅(qū)動(dòng)邏輯，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線工作控制方法，其特征在于，所述進(jìn)行陣面初始化，包括：向相控陣子陣面下發(fā)初始化指令和初始化狀態(tài)查詢指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種機(jī)載相控陣動(dòng)中通天線...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧志鵬，尹欽，李潔，于清波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京航天控制儀器研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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