船載X頻段測控雷達(dá)跟蹤S頻段飛行器的適應(yīng)性設(shè)計(jì)

何 謙，蘇永和，陶 敏，寇明鑫，燕 楠

(中國衛(wèi)星海上測控部，江陰 214431)

船載某型X頻段測控雷達(dá)(universal X band，UXB)是為了滿足探月工程三期對探測器發(fā)射和早期軌道X頻段測控支持需求，并兼顧后續(xù)深空任務(wù)的需求而研制，主要完成X頻段航天器(包括月球探測器和火星探測器等)的跟蹤、外測、遙測、遙控任務(wù)[1-2]。但是該型雷達(dá)由于任務(wù)需求不多，資源存在冗余，為了使其功能多樣化，擴(kuò)展該型雷達(dá)的空間目標(biāo)跟蹤的工作頻段；同時(shí)為了解決X頻段衛(wèi)星跟蹤過程中，有船搖情況下天線的窄波束角度捕獲的難題，可以利用S頻段波束較寬的特點(diǎn)為天線跟蹤X頻段衛(wèi)星提供重要的自引導(dǎo)捕獲手段，降低完成任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。

學(xué)者們針對多頻段共用天線開展了大量研究。馮兆祎等[3]開展了S/C/X多頻段共口徑相控陣天線的研究，通過多種天線在空間結(jié)構(gòu)上的集成，實(shí)現(xiàn)同一口徑內(nèi)，各頻段天線獨(dú)立工作。吳偉偉等[4]介紹了用模式匹配法分析設(shè)計(jì)頻率選擇副反射面的方法，給出了S/X頻段4.2 m天線頻率選擇副反射面的測試結(jié)果。吳紅艷等[5]設(shè)計(jì)三頻段S/X/Ka圓極化饋源網(wǎng)絡(luò)，對后續(xù)射電天文探測研究提供了一種擴(kuò)展途徑。基于此，結(jié)合現(xiàn)有雷達(dá)性能特點(diǎn)，開展某型X頻段測控雷達(dá)跟蹤S頻段飛行器的下行信號跟蹤、解調(diào)的可行性研究，并進(jìn)行相關(guān)的跟蹤試驗(yàn)驗(yàn)證。

1 S/X雙頻饋源分析測試

UXB在設(shè)計(jì)之初考慮到S、X頻段的互兼容問題，天線饋源系統(tǒng)采用S/X雙頻饋源，由于波紋喇叭在很寬的頻帶內(nèi)具有旋轉(zhuǎn)對稱的初級輻射方向圖，低的旁瓣電平、低交叉極化、良好的匹配性能和穩(wěn)定的相位中心，因此該饋源選用波紋喇叭設(shè)計(jì)[6-7]。……