[0001] 本发明涉及卫星通信领域， 具体涉及到一种双反射面卫星天线旋转缺区跟 踪系 统及方法。

背景技术

[0002] "动中通"是"移动中的卫星地面站通信系统"的� �称， 用于实现移动载体与卫星 间的通信。 卫星信号微弱且具有极强的方向性， 为了保证移动载体 （如船舶、 火车等） 接收到稳定的信号， 以满足通信的要求， 需要实吋检测天线与卫星的 偏差， 并及吋调整天线姿态， 即保证天线实吋对准卫星。 所以， 天线自动跟踪 技术是卫星天线的核心技术之一， 是实现移动载体与卫星稳定通信的前提。 目 前常用的天线自动跟踪技术有步进跟踪、 圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪三种。

[0003] 步进跟踪又称极值跟踪， 是一种根据卫星信标信号的极大值来判定天线 是否对 准卫星的方法： 天线的方位面或俯仰面在一定吋间内作微小转 动， 通过电平信 号的增减来调节天线， 使天线逐步对准卫星。 步进跟踪的缺点是天线波束不能 停留在完全对准星体的方向上， 而是在该方向周围摆动， 因而跟踪精度低、 响 应慢、 临星干扰大。

[0004] 圆锥扫描跟踪采用波束围绕天线轴线连续旋转 ， 来获取卫星标偏离天线轴线的 角位置误差信号， 由误差信号来驱动伺服系统把天线向减小误差 的方向转动， 实现对卫星的跟踪。 圆锥扫描跟踪要么馈源偏离反射面的焦点， 要么天线主轴 与卫星信号轴向有一个夹角， 其旁瓣增大、 临星干扰大的问题始终存在， 限制 了其在大规模通信中的应用。

[0005] 单脉冲跟踪是一种先进的跟踪方法， 在一个脉冲的间隔吋间内就能得到完整的 天线波束偏离卫星的方位、 俯仰误差， 并能驱动伺服系统使天线迅速对准卫星 。 单脉冲跟踪具有灵敏度高、 临星干扰小的特点， 但其馈源系统大而复杂， 技 术要求高， 设备昂贵， 主要应用在高端或军事领域， 无法大规模推广。

技术问题 问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 为了解决现有卫星天线自动跟踪系统存在的不 足， 本发明提供了一种精度高、 临星干扰小而且成本较低的双反射面卫星天线 旋转缺区跟踪系统及方法。

[0007] 本发明采用的技术方案如下： 一种双反射面卫星天线旋转缺区跟踪系统， 包括 主反射面、 副反射面、 馈源， 主反射面配有伺服跟踪单元及主控单元； 所述主 反射面、 副反射面与馈源同轴心设置， 所述主反射面与副反射面的其中一个可 绕轴心旋转并配有旋转机构， 所述旋转的主反射面或副反射面上偏心设置有 信 号局部失效区域。

[0008] 所述旋转机构匀速旋转。

[0009] 所述信号局部失效区域设置在副反射面上。

[0010] 所述信号局部失效区域设置在副反射面上场强 密度最大处。

[0011] 所述信号局部失效区域设置在主反射面上。

[0012] 所述信号局部失效区域设置在主反射面上的边 缘位置。

[0013] 一种双反射面卫星天线旋转缺区跟踪系统的自 动跟踪方法， 其步骤如下： a) 当所述主反射面轴心偏离卫星吋， 主反射面汇聚卫星微波信号到副反射面， 并 反射至馈源， 因信号局部失效区域旋转产生强度周期波动的 信号； b) 所述主控 单元接收并处理该信号， 根据信号的强度分布计算主反射面偏离卫星的 方向， 根据信号强度极值偏差计算主反射面偏离卫星 的程度； c) 所述主控单元驱动伺 服跟踪单元， 使主反射面向卫星方向移动； d) 当所述主反射面轴心对准卫星吋 ， 信号局部失效区域旋转吋馈源获取的信号强度 相同， 所述主控单元保持伺服 跟踪单元状态不变。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 本发明的有益效果是： 本发明与步进跟踪相比， 精度高、 响应快； 与圆锥扫描 跟踪相比， 主反射面与副反射面同轴心设置， 减小了旁瓣， 降低了临星干扰， 提高了适用性； 与单脉冲跟踪相比， 利用旋转的、 偏心的信号局部失效区域就 能获取型号强度周期变化的类正弦信号， 设备简单， 成本低廉。 对附图的简要说明

附图说明

[0015] 图 1是本发明实施例一 -:正对卫星吋的示意图。

[0016] 图 2是本发明实施例一 - I中信号局部失效区域的示意图。

[0017] 图 3是本发明实施例一 -:正对卫星吋副反射面的场强密度示意图。

[0018] 图 4是本发明实施例一 1扁离卫星吋副反射面处于一号位置的示意图� �

[0019] 图 5是本发明实施例一 - ^中副反射面处于一号位置吋的场强密度示意� �。

[0020] 图 6是本发明实施例一 1扁离卫星吋副反射面处于二号位置的示意图� �

[0021] 图 7是本发明实施例一 - I中副反射面处于二号位置吋的场强密度示意� �。

[0022] 图 8是本发明实施例一 - I中馈源接收的信号曲线。

[0023] 图 9是本发明实施例一 - ί的原理框图。

[0024] 图 10是本发明实施例二正对卫星吋的示意图。

[0025] 图 11是本发明实施例二中信号局部失效区域的示� ��图。

[0026] 主反射面 1、 副反射面 2、 馈源 3、 旋转机构 4、 信号局部失效区域 5。

本发明的实施方式

[0027] 下面以环焦天线作实施例并结合附图本发明作 进一步说明。

[0028] 实施例一中， 如图 1、 图 2所示， 一种环焦天线的自动跟踪系统， 包括主反射面 1、 副反射面 2、 馈源 3， 主反射面 1配有伺服跟踪单元及主控单元， 主反射面 1、 副反射面 2与馈源 3同轴心设置， 副反射面 2可绕轴心旋转并配有旋转机构 4， 畐 IJ 反射面 2的场强密度最大处偏心设置有信号局部失效� �域 5。

[0029] 实施例一中， 信号局部失效区域 5可采用局部缺省、 信号吸收涂层等方式来实 现。

[0030] 实施例一中， 如图 1所示， 当主反射面 1的轴心对准卫星吋， 主反射面 1汇聚微 波信号到副反射面 2， 在副反射面 2上场强分布是不均匀的， 越靠近主反射面 1边 缘汇聚的微波场强越密集， 即越靠近副反射面 2中心的场强越密集， 即如图 3所 示。 此吋副反射盘 2旋转一周， 信号局部失效区域 5损失的微波信号能量在旋转 圆周上是相同的， 即馈源 3会接收到平稳的信号。 [0031] 实施例一中， 如图 4、 图 6所示， 当主反射面 1的轴心偏离卫星， 副反射面 2分别 处于一号位置与二号位置吋， 副反射面 2上的场强密度分布分别如图 5、 图 7所示 。 此吋副反射盘 2旋转一周， 信号局部失效区域 5损失的微波信号能量在旋转圆 周上是不同的， 馈源 3实际会接收到强度周期波动的信号， 其信号波形与信号局 部失效区域 5的位置、 赋形、 转速都有关系， 当技术参数调节恰当， 信号强度就 会表现为如图 8所示的类正弦波。

[0032] 实施例一中的环焦天线自动跟踪系统的自动跟 踪方法， 其步骤如下： a) 当所 述主反射面 1轴心偏离卫星吋， 主反射面 1汇聚卫星微波信号到副反射面 2， 并反 射至馈源 3， 因信号局部失效区域 5旋转产生强度周期波动的信号； b) 所述主控 单元接收并处理该信号， 根据信号的强度分布计算主反射面 1偏离卫星的方向， 根据信号强度极值偏差计算主反射面 1偏离卫星的程度； 所述主控单元驱动伺 服跟踪单元， 使主反射面 1向卫星方向移动； d) 当所述主反射面 1轴心对准卫星 吋， 信号局部失效区域 5旋转吋馈源 3获取的信号强度相同， 所述主控单元保持 伺服跟踪单元状态不变。 基于实施例一的卫星天线自动跟踪方法与步进 跟踪相 比， 精度高、 响应快； 与圆锥扫描跟踪相比， 主反射面 1与副反射面 2同轴心设 置， 减小了旁瓣， 降低了临星干扰， 提高了适用性； 与单脉冲跟踪相比， 利用 旋转的、 偏心的信号局部失效区域 5就能获取型号强度周期变化的类正弦信号， 设备简单， 成本低廉。

[0033] 实施例一中， 如图 1、 图 2所示， 信号局部失效区域 5设置在副反射面 2的场强密 度最大处附近。 副反射面 2的尺寸较小， 良好的设计可保证快速稳定旋转， 即实 现较快的跟踪速度与较高的跟踪精度， 转速足够高吋， 实施例一能够接近甚至 超过单脉冲跟踪的技术性能； 信号局部失效区域 5设置场强密度较大的区域， 能 进一步提高跟踪速度与跟踪精度。

[0034] 实施例二中， 如图 10、 图 11所示， 主反射面 1旋转， 且信号局部失效区域 5设置 在主反射面 1的边缘位置， 其原理与实施例一相通， 都是利用带偏心信号局部失 效区域 5反射面的旋转， 来获取强度周期波动的信号， 以此为基础来实现卫星天 线的自动跟踪。

[0035] 显然， 本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所 作的举例， 而并非对本发 明的实施方式的限定。 对于所属领域的普通技术人员来说， 在上述说明的基础 上还可以做出其他不同形式的变化或变动。 这里无需也无法对所有的实施方式 予以穷例。 而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而 易见的变化或变动仍 属于本发明的保护范围。