本文關(guān)鍵詞：相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)原理與角度測(cè)量研究

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【摘要】：相控陣天線以其快速的波束掃描能力等特點(diǎn),在角跟蹤系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用�！跋嗫仃囆l(wèi)星自跟蹤系統(tǒng)”是針對(duì)導(dǎo)彈等高速運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與中繼衛(wèi)星之間穩(wěn)定的雙向信息傳輸需求,開展彈載平臺(tái)二維有源相控陣衛(wèi)星自跟蹤技術(shù)的研究。在自跟蹤系統(tǒng)中二維角度快速測(cè)量是其關(guān)鍵技術(shù)之一,角度搜索/捕獲過程,角度跟蹤過程都要應(yīng)用到角度測(cè)量,角度測(cè)量精度直接影響到角度跟蹤精度。結(jié)合項(xiàng)目需求,本文側(cè)重對(duì)自跟蹤系統(tǒng)中二維角度快速測(cè)量算法進(jìn)行詳細(xì)的論述與研究,并完成微波暗室實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了二維角度快速測(cè)量算法的可行性和有效性,主要工作包括以下幾點(diǎn):(1)對(duì)相控陣衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì),給出自跟蹤系統(tǒng)硬件架構(gòu),數(shù)據(jù)處理流程和系統(tǒng)工作流程。然后對(duì)方案中幾個(gè)關(guān)鍵過程進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述,包括:角度搜索/捕獲過程,角度跟蹤過程,系統(tǒng)工作時(shí)序。(2)對(duì)相控陣天線原理進(jìn)行介紹,對(duì)相控陣平面陣列進(jìn)行分析,并對(duì)天線的波束控制進(jìn)行闡述;研究項(xiàng)目應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù):數(shù)字移相器虛位技術(shù),同時(shí)分析數(shù)字移相量化誤差給系統(tǒng)帶來的影響。(3)對(duì)二維角度測(cè)量算法進(jìn)行論述,明確系統(tǒng)陣列形式和坐標(biāo)系定義,給出二維角度測(cè)量算法的推導(dǎo),處理方法分為直接法和間接法,對(duì)本系統(tǒng)所用方法進(jìn)行說明。然后對(duì)測(cè)角算法進(jìn)行仿真,分為理想情況和非理想情況。在理想情況下考慮SNR、快拍數(shù)、入射角度對(duì)測(cè)向精度的影響;在非理想情況下考慮幅相不一致對(duì)測(cè)角精度的影響,同時(shí)對(duì)幅相誤差來源進(jìn)行分析。(4)對(duì)二維角度測(cè)量算法進(jìn)行微波暗室實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)所用數(shù)據(jù)采集硬件和接收天線安裝方式進(jìn)行介紹;然后說明實(shí)驗(yàn)操作方法以及數(shù)據(jù)處理方法。通過比對(duì)理論值和測(cè)量值,分析二維測(cè)角方法的可行性。通過五組不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證了方位角、俯仰角的測(cè)角精度,在不同碼速率和不同發(fā)射功率下對(duì)測(cè)角誤差的影響,系統(tǒng)的穩(wěn)健性。通過實(shí)驗(yàn)可知實(shí)際測(cè)量與理論分析相符,進(jìn)而驗(yàn)證了測(cè)角算法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：相控陣天線 自跟蹤 角度測(cè)量 虛位技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN821.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11
• 1.2 研究動(dòng)態(tài)與發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.3 主要工作及內(nèi)容安排14-16
• 第二章 系統(tǒng)架構(gòu)與總體方案設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 系統(tǒng)框圖與流程16-20
• 2.1.1 系統(tǒng)硬件框圖16-17
• 2.1.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程17-19
• 2.1.3 系統(tǒng)工作流程19-20
• 2.2 總體方案設(shè)計(jì)20-25
• 2.2.1 角度搜索/捕獲過程20-23
• 2.2.2 角度跟蹤過程23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 相控陣天線波束控制與虛位技術(shù)研究26-37
• 3.1 平面陣列和波束控制27-30
• 3.2 虛位技術(shù)研究30-36
• 3.2.1 波束躍度30-31
• 3.2.2 數(shù)字移相器虛位技術(shù)31-35
• 3.2.3 數(shù)字移相量化誤差的影響35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 相控陣天線比相法角度測(cè)量仿真研究37-64
• 4.1 陣列形式與坐標(biāo)定義37-38
• 4.2 二維測(cè)角算法38-41
• 4.2.1 二維測(cè)角直接法38-39
• 4.2.2 二維測(cè)角間接法39-40
• 4.2.3 系統(tǒng)實(shí)際處理方法40-41
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證41-42
• 4.3.1 基本思想41-42
• 4.3.2 仿真流程42
• 4.4 理想情況下的測(cè)角仿真42-47
• 4.4.1 理想情況下測(cè)向精度隨SNR變化情況42-44
• 4.4.2 理想情況下測(cè)向精度隨快拍數(shù)變化情況44-45
• 4.4.3 理想情況下側(cè)向精度隨入射角變化情況45-47
• 4.5 非理想情況下的仿真結(jié)果47-60
• 4.5.1 只考慮幅度不一致性47-52
• 4.5.2 只考慮相位不一致性52-58
• 4.5.3 幅度和相位誤差都考慮的情況58-60
• 4.6 幅相誤差來源分析60-63
• 4.6.1 數(shù)字式移相器與衰減器的誤差61
• 4.6.2 虛位技術(shù)引入的誤差61-62
• 4.6.3 饋電網(wǎng)絡(luò)的誤差62
• 4.6.4 陣元失效的誤差62
• 4.6.5 其它的隨機(jī)誤差62-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 第五章 比相法二維角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究64-74
• 5.1 測(cè)試方案設(shè)計(jì)64-66
• 5.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件介紹64-65
• 5.1.2 接收天線安裝方式65-66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理66-67
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)操作說明66
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理66-67
• 5.3 暗室測(cè)量結(jié)果與分析67-71
• 5.3.1 俯仰角測(cè)角精度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證67-68
• 5.3.2 不同碼速率對(duì)測(cè)角誤差影響68
• 5.3.3 不同發(fā)射功率對(duì)測(cè)角誤差影響68-69
• 5.3.4 系統(tǒng)穩(wěn)健性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證69-70
• 5.3.5 二維測(cè)角精度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證70-71
• 5.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試誤差分析71-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)74-76
• 6.1 本文工作總結(jié)74
• 6.2 下一步研究方向及內(nèi)容74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果80-81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李相平;張剛;李亞昆;李世忠;;FPGA在相控陣波束控制器中的應(yīng)用[J];電子工程師;2008年01期

2 劉宏偉,張守宏;平面陣線性約束自適應(yīng)單脈沖測(cè)角算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2001年03期

3 吳國(guó)棟;韓冰;何煦;;精密測(cè)角法的線陣CCD相機(jī)幾何參數(shù)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定方法[J];光學(xué)精密工程;2007年10期

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本文編號(hào)：920282