CN102004241A - 测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于测量地面波束波导(BWG)接收系统的自跟踪相位零值标校装置，包括信标装置(1)、信标喇叭(2)、相位测量器(3)；信标装置(1)输出两路射频信号，分别连接到信标喇叭(2)的两个输入端口；信标喇叭(2)在信标装置输出的射频信号的激励下，向地面接收系统辐射定向电磁波；地面接收系统输出和路中频与差路中频两路中频信号分别到相位测量器(3)的两个输入端口；相位测量器(3)通过数字采样与算法处理，得到两路输入中频信号的相位差，并将测量结果进行显示；本发明具有设备简单、标校精度高、操控容易的特点，尤其适用于在没有条件建设标校塔的场合。

Description

测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置 

技术领域

本发明涉及航天测控领域的系统中单脉冲自跟踪系统相位零值标校设备，特别适合于采用波束波导(BWG)形式的具备自跟踪功能的地面应用系统中的自跟踪设备。 

背景技术

在航天测控系统地面应用系统中，为了获得准确的相位零值，一般都在天线的远场距离上建设标校塔，通过塔上的信标机向地面系统辐射信号，来实现地面系统的零值校准。 

但是标校塔的建设增加了工程成本，并且塔上设备工作在室外环境，设备可靠性会下降；在深空大天线系统中，由于满足标校条件的远场距离会在百公里以上，使得标校塔的高度过高而无法实现，这样也要求系统设计必须探索新的相位零值标校手段。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种相位零值标校装置，可以对BWG天线系统中，工作在Ka频段的BWG镜面系统、馈源网络和接收机系统实现相位零值测量计算以及稳定性监测。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置，包括信 标装置、信标喇叭、相位测量器；信标装置输出两路射频信号，分别连接到信标喇叭的两个输入端口；信标喇叭在信标装置输出的射频信号的激励下，向地面波束波导接收系统辐射定向电磁波；地面波束波导接收系统输出和路中频与差路中频两路中频信号分别到相位测量器的两个输入端口；相位测量器通过数字采样与算法处理，得到两路输入中频信号的相位差，并将测量结果进行显示。 

所述的信标装置由参考源、频率合成装置、射频分路器、第一输出适配器和第二输出适配器组成；参考源输出频率参考信号到频率合成装置，频率合成装置输出合成后的射频信号输入到射频分路器的输入端口，射频分路器的两路输出信号分别输入到第一输出适配器和第二输出适配器的输入端口，第一输出适配器和第二输出适配器的输出端口分别连接到信标喇叭的两个输入端口。 

所述的信标喇叭为具有一定方向性的圆极化喇叭天线，设有左旋射频输入端口和右旋射频输入端口，分别连接到第一输出适配器和第二输出适配器输出端口。 

所述的相位测量器由信号第一信号采样芯片、第二信号采样芯片、相位计算芯片和相位运算结果显示电路组成；第一信号采样芯片接收地面接收系统输出的和路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片；第二信号采样芯片接收地面接收系统输出的差路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片；相位计算芯片对接收到的第一信号采样芯片和第二信号采样芯片输出的数字信号，通过内置的算法，实现对两路输入信号的相位计算，计算结果输出到显示单元。 

本发明与背景技术相比具有如下优点： 

1.本发明的相位标校装置，适合于工作于Ka频段，具有工作频段高、标校精度高的特点。 

2.本发明的相位标校装置放置在地面接收系统的焦点位置，操控方便。 

3.本发明的信标装置采用频率综合设计，能够满足宽频段的相位标校需求。 

附图说明

图1是本发明的原理方框图。 

图2是本发明信标装置1实施例的电原理图。 

图3是本发明相位测量器3的实施例的电原理图。 

具体实施方式

参照图1至图3，本发明包括信标装置1、信标喇叭2、地面接收系统和相位测量器3。 

本发明信标装置1的作用是产生信标喇叭的激励信号，它由参考源4、频率合成装置5、射频分路器6、第一输出适配器7-1和第二输出适配器7-2组成；参考源4输出频率参考信号到频率合成装置5，频率合成装置5输出合成后的射频信号输入到射频分路器6的输入端口，射频分路器6的两路输出分别输入到第一输出适配器7-1和第二输出适配器7-2的输入端；第一输出适配器7-1的输出连接到信标喇叭2的左旋射频输入端口，第二输出适配器7-2的输出连接到信标喇叭2的右旋射频输入端口。 

本发明信标喇叭2的作用是接收信标装置输出的信标信号，通过 定向设计，向地面接收系统辐射定向电磁波；信标喇叭是具有一定方向性的(增益30dB)圆极化喇叭天线；信标喇叭2具有两个输入射频同轴接口，分别连接到信标装置的第一输出适配器7-1和第二输出适配器7-2的输出端口。 

本发明相位测量器3的作用是接收地面接收系统输出的两路中频信号，并完成两路输入信号的相位测量和显示；它是由第一信号采样芯片8-1和第二信号采样芯片8-2、相位计算芯片9以及相位运算结果显示电路10组成；第一信号采样芯片8-1接收地面接收系统输出的和路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片9；第二信号采样芯片8-2接收地面接收系统输出的差路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片9；相位计算芯片9接收到的第一信号采样芯片8-1和第二信号采样芯片8-2的输出的数字信号，通过内置的算法，实现对两路输入信号的相位计算，并将计算结果输出到显示单元10。 

本发明简要工作原理如下： 

信标喇叭2放置在地面接收系统的焦点处，可以在信标装置1的输出信号的激励下实现对地面接收系统的定向辐射，同时信标喇叭2的空间位置可以在精确行程装置的控制下进行精确定位；地面接收系统接收信标喇叭辐射的定向电磁能量之后，将射频信号转换为中频信号输出两路给相位测量器3，完成对两路信号的相位测量和显示，获得地面系统的准确的相位零值。 

本发明安装结构如下：把图1中的信标装置安装在一个标准的2U机箱内，放置在系统机柜上；信标喇叭在标校时放置在地面接收焦点 处，标校完毕后，回到收藏位置，以不影响系统正常工作；相位测量器安装在一个长×宽×高为85×65×20毫米的小屏蔽盒内，安装在靠近中频信号输出的适当位置，组成本发明。 

Claims (4)

1.一种测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置，其特征在于：包括信标装置(1)、信标喇叭(2)、相位测量器(3)；信标装置(1)输出两路射频信号，分别连接到信标喇叭(2)的两个输入端口；信标喇叭(2)在信标装置输出的射频信号的激励下，向地面波束波导接收系统辐射定向电磁波；地面波束波导接收系统输出和路中频与差路中频两路中频信号分别到相位测量器(3)的两个输入端口；相位测量器(3)通过数字采样与算法处理，得到两路输入中频信号的相位差，并将测量结果进行显示。

2.根据权利要求1所述的测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置，其特征在于：所述的信标装置(1)由参考源(4)、频率合成装置(5)、射频分路器(6)、第一输出适配器(7-1)和第二输出适配器(7-2)组成；参考源(4)输出频率参考信号到频率合成装置(5)，频率合成装置(5)输出合成后的射频信号输入到射频分路器(6)的输入端口，射频分路器(6)的两路输出信号分别输入到第一输出适配器(7-1)和第二输出适配器(7-2)的输入端口，第一输出适配器(7-1)和第二输出适配器(7-2)的输出端口分别连接到信标喇叭(2)的两个输入端口。

3.根据权利要求2所述的测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置，其特征在于：所述的信标喇叭(2)为具有一定方向性的圆极化喇叭天线，设有左旋射频输入端口和右旋射频输入端口，分别连接到第一输出适配器(7-1)和第二输出适配器(7-2)输出端口。

4.根据权利要求1、2或3所述的测量地面波束波导接收系统的自跟踪相位零值标校装置，其特征在于：所述的相位测量器(3)由信号第一信号采样芯片(8-1)、第二信号采样芯片(8-2)、相位计算芯片(9)和相位运算结果显示电路(10)组成；第一信号采样芯片(8-1)接收地面接收系统输出的和路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片(9)；第二信号采样芯片(8-2)接收地面接收系统输出的差路中频信号，采样后的数字信号送相位计算芯片(9)；相位计算芯片(9)对接收到的第一信号采样芯片(8-1)和第二信号采样芯片(8-2)输出的数字信号，通过内置的算法，实现对两路输入信号的相位计算，计算结果输出到显示单元(10)。

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