深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]深空測控通信面臨的挑戰(zhàn)是:更遠(yuǎn)的距離、更高的數(shù)據(jù)率、更穩(wěn)健的應(yīng)急測控通信。提高系統(tǒng)傳輸能力的典型技術(shù)途徑包括:建造更大口徑天線、開發(fā)更低噪聲的接收機(jī)、使用更新的編譯碼方案等等。這些技術(shù)途徑成本極高，并且系統(tǒng)整體的性能只能一點(diǎn)點(diǎn)逐步提高。采用大量小天線組陣達(dá)到同等等效口徑大天線性能，減少維護(hù)成本是后續(xù)深空測控通信的重點(diǎn)發(fā)展方向。深空下行天線組陣中的主要問題是信號到達(dá)天線陣中各單元天線以及各單元天線到信號合成器之間的傳輸路徑不同，從而造成信號到達(dá)合成器時(shí)存在時(shí)變時(shí)延差?，F(xiàn)有天線組陣合成器中的時(shí)延差的修正是基于站址和航天器軌跡等先驗(yàn)信息生成的預(yù)校正表，通常預(yù)校正表的精度過低，會(huì)造成時(shí)延的模糊，影響時(shí)延的準(zhǔn)確修正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有天線組陣合成系統(tǒng)中存在的問題，提供一種不依賴于高精度的站址和航天器軌跡等先驗(yàn)信息，不用每次任務(wù)前生成預(yù)校正表，能夠提高時(shí)延測量精度的天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法。
[0004]本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到。一種深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法，其特征在于包括如下步驟:首先根據(jù)航天器與地面站之間的幾何方位，給出天線陣列接收通道間的初始時(shí)延估計(jì)，根據(jù)該初始時(shí)延計(jì)算頻域相位譜不模糊的頻率范圍；然后在該范圍內(nèi)通過對相位譜的曲線擬合估計(jì)天線組陣頻域解的時(shí)延，依據(jù)上述估計(jì)結(jié)果修正通道間的時(shí)延；根據(jù)時(shí)延的修正精度，更新頻域相位譜不模糊的頻率范圍，然后在該范圍內(nèi)通過曲線擬合進(jìn)一步精估計(jì)天線組陣頻域解的時(shí)延，并依據(jù)估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；若時(shí)延的修正精度滿足天線陣列多通道信號最大信噪比合成的要求，則退出，否則重復(fù)上一步驟，在頻域相位譜中，不斷的切換曲線擬合的帶寬和變換求解時(shí)延的頻率范圍，完成時(shí)延的逐次解模糊，直到時(shí)延的修正精度滿足要求為止。
[0005]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0006]本發(fā)明將其應(yīng)用到深空天線組陣多通道間的時(shí)延修正中基于頻域相位譜的方法，通過不斷的變換求解時(shí)延的頻率范圍來克服時(shí)延模糊問題，并且同時(shí)保證時(shí)延補(bǔ)償?shù)木龋灰蕾囉诟呔鹊恼局泛秃教炱鬈壽E等先驗(yàn)信息，不用每次任務(wù)前生成預(yù)校正表，在避免任務(wù)操作復(fù)雜性的同時(shí)提高了時(shí)延的測量精度。
[0007]本發(fā)明在頻域相位譜中，不斷的切換曲線擬合的帶寬來完成時(shí)延的逐次解模糊，得到高精度的時(shí)延修正，不依賴于高精度的站址和航天器軌跡等先驗(yàn)信息，進(jìn)而擺脫了現(xiàn)有技術(shù)深空下行天線組陣頻域解時(shí)延方法對高精度站址和航天器軌跡的過渡依賴。
【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是本發(fā)明深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參閱圖1。在圖1描述的頻域解時(shí)延模糊的流程中:根據(jù)航天器與地面站之間的大致幾何方位，給出天線陣列接收通道間的初始時(shí)延范圍，根據(jù)該初始時(shí)延計(jì)算得到頻域相位譜不模糊的頻率范圍；然后在該范圍內(nèi)通過曲線擬合得到時(shí)延的精估計(jì)，并依據(jù)估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；根據(jù)時(shí)延的修正精度，得到頻域相位譜不模糊的頻率范圍，然后在該范圍內(nèi)通過曲線擬合得到時(shí)延的進(jìn)一步精估計(jì)，并依據(jù)估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；若時(shí)延的修正精度滿足要求，則退出，否則重復(fù)上一步驟直到時(shí)延的修正精度滿足要求為止。
[0011]以上對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明中，時(shí)延范圍、頻率范圍等只是用于幫助理解本發(fā)明的方法；同時(shí)，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書實(shí)施例的內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法，其特征在于包括如下步驟:首先根據(jù)航天器與地面站之間的幾何方位，給出天線陣列接收通道間的初始時(shí)延估計(jì)，根據(jù)該初始時(shí)延計(jì)算頻域相位譜不模糊的頻率范圍；然后在該范圍內(nèi)通過對相位譜的曲線擬合估計(jì)天線組陣頻域解的時(shí)延，依據(jù)上述估計(jì)結(jié)果修正通道間的時(shí)延；根據(jù)時(shí)延的修正精度，更新頻域相位譜不模糊的頻率范圍，然后在該范圍內(nèi)通過曲線擬合進(jìn)一步精估計(jì)天線組陣頻域解的時(shí)延，并依據(jù)估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；若時(shí)延的修正精度滿足天線陣列多通道信號最大信噪比合成的要求，則退出，否則重復(fù)上一步驟，在頻域相位譜中，不斷的切換曲線擬合的帶寬和變換求解時(shí)延的頻率范圍，完成時(shí)延的逐次解模糊，直到時(shí)延的修正精度滿足要求為止。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種深空天線組陣頻域解時(shí)延模糊的方法，旨在提供一種不依賴精確站址和航天器過境軌跡等先驗(yàn)信息的時(shí)延解模糊方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：根據(jù)航天器與地面站之間的幾何方位，在給出通道間的初始時(shí)延范圍計(jì)算得到頻域相位譜不模糊的頻率范圍；然后在該范圍內(nèi)依據(jù)曲線擬合得到時(shí)延的精估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；根據(jù)時(shí)延的修正精度，更新頻域相位譜不模糊的頻率范圍，然后在該范圍內(nèi)通過曲線擬合得到時(shí)延的進(jìn)一步精估計(jì)，并依據(jù)估計(jì)結(jié)果對通道間的時(shí)延進(jìn)行修正；若時(shí)延的修正精度滿足要求，則退出，否則重復(fù)上一步驟直到時(shí)延的修正精度滿足要求為止。本發(fā)明擺脫了現(xiàn)有方法對高精度站址和航天器軌跡的過渡依賴。
【IPC分類】H04B7/08, H04W56/00, H04B7/04
【公開號】CN105049096
【申請?zhí)枴緾N201510270936
【發(fā)明人】徐茂格, 趙衛(wèi)東, 馮林高
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年5月25日