面向星間鏈路的機(jī)械加電掃相控陣天線指向權(quán)值算法*

吳宗清，王東升，楊俊武，張 偉，劉軍鋒，黃立娜

(1.中國西安衛(wèi)星測控中心，西安 710043；2.宇航動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710043；3.太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原 030100)

0 引 言

目前，各導(dǎo)航大國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正常運(yùn)行主要依靠地面站來維持，如果地面站出現(xiàn)故障，則衛(wèi)星系統(tǒng)的性能將下降甚至整個系統(tǒng)陷入癱瘓，將給經(jīng)濟(jì)和國防帶來無法估量的損失[1]。若采用星間鏈路(Inter-satellite Link，ISL)技術(shù)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)則可以在沒有地面站支持的情況下仍正常運(yùn)行較長時間。因此，星間鏈路具有廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星間鏈路技術(shù)顯得尤其重要[2]。

相控陣天線具有波束指向靈活、波束切換速度快，以及可實(shí)現(xiàn)多波束目標(biāo)跟蹤等優(yōu)點(diǎn)，在衛(wèi)星通信、雷達(dá)探測、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于相控陣天線受技術(shù)條件限制，其電掃描空域覆蓋范圍小，形成的波束無法同時滿足低仰角和高仰角目標(biāo)的跟蹤需求[3-4]。

傳統(tǒng)相控陣天線的組陣一般是平面單面相控陣，而此種相控陣天線覆蓋全空域有天然的局限性[5-6]，單面相控陣受限于俯仰角覆蓋范圍，一般只能做到平面相控陣天線法向60°范圍，很難做到使用單陣面相控陣天線實(shí)現(xiàn)對全空域衛(wèi)星信號的跟蹤測量[7]。目前未見通過單陣面相控陣天線與機(jī)械裝置結(jié)合實(shí)現(xiàn)天線全空域掃描的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)跟蹤“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的報道。

相控陣天線通過各收發(fā)組件的權(quán)值確定天線指向，對于機(jī)械轉(zhuǎn)臺上放置的相控陣天線需要綜合考慮轉(zhuǎn)臺的角度來調(diào)整收發(fā)組件的權(quán)值，最終實(shí)現(xiàn)相控陣天線的指向?！?br>