CN105049096B - 深空天线组阵频域解时延模糊的方法 - Google Patents

深空天线组阵频域解时延模糊的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种深空天线组阵频域解时延模糊的方法，旨在提供一种不依赖精确站址和航天器过境轨迹等先验信息的时延解模糊方法。本发明通过下述技术方案予以实现：根据航天器与地面站之间的几何方位，在给出通道间的初始时延范围计算得到频域相位谱不模糊的频率范围；然后在该范围内依据曲线拟合得到时延的精估计计结果对通道间的时延进行修正；根据时延的修正精度，更新频域相位谱不模糊的频率范围，然后在该范围内通过曲线拟合得到时延的进一步精估计，并依据估计结果对通道间的时延进行修正；若时延的修正精度满足要求，则退出，否则重复上一步骤直到时延的修正精度满足要求为止。本发明摆脱了现有方法对高精度站址和航天器轨迹的过渡依赖。

Description

深空天线组阵频域解时延模糊的方法
技术领域
本发明涉及一种深空天线组阵频域解时延模糊的方法。
背景技术
深空测控通信面临的挑战是：更远的距离、更高的数据率、更稳健的应急测控通信。提高系统传输能力的典型技术途径包括：建造更大口径天线、开发更低噪声的接收机、使用更新的编译码方案等等。这些技术途径成本极高，并且系统整体的性能只能一点点逐步提高。采用大量小天线组阵达到同等等效口径大天线性能，减少维护成本是后续深空测控通信的重点发展方向。深空下行天线组阵中的主要问题是信号到达天线阵中各单元天线以及各单元天线到信号合成器之间的传输路径不同，从而造成信号到达合成器时存在时变时延差。现有天线组阵合成器中的时延差的修正是基于站址和航天器轨迹等先验信息生成的预校正表，通常预校正表的精度过低，会造成时延的模糊，影响时延的准确修正。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有天线组阵合成系统中存在的问题，提供一种不依赖于高精度的站址和航天器轨迹等先验信息，不用每次任务前生成预校正表，能够提高时延测量精度的天线组阵频域解时延模糊的方法。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到。一种深空天线组阵频域解时延模糊的方法,其特征在于包括如下步骤：首先根据航天器与地面站之间的几何方位，给出天线阵列接收通道间的初始时延估计，根据该初始时延计算频域相位谱不模糊的频率范围；然后在该范围内通过对相位谱的曲线拟合估计天线组阵频域解的时延，依据上述估计结果修正通道间的时延；根据时延的修正精度，更新频域相位谱不模糊的频率范围，然后在该范围内通过曲线拟合进一步精估计天线组阵频域解的时延，并依据估计结果对通道间的时延进行修正；若时延的修正精度满足天线阵列多通道信号最大信噪比合成的要求，则退出，否则重复上一步骤，在频域相位谱中，不断的切换曲线拟合的带宽和变换求解时延的频率范围，完成时延的逐次解模糊，直到时延的修正精度满足要求为止。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果。
本发明将其应用到深空天线组阵多通道间的时延修正中基于频域相位谱的方法，通过不断的变换求解时延的频率范围来克服时延模糊问题，并且同时保证时延补偿的精度，不依赖于高精度的站址和航天器轨迹等先验信息，不用每次任务前生成预校正表，在避免任务操作复杂性的同时提高了时延的测量精度。
本发明在频域相位谱中，不断的切换曲线拟合的带宽来完成时延的逐次解模糊，得到高精度的时延修正，不依赖于高精度的站址和航天器轨迹等先验信息，进而摆脱了现有技术深空下行天线组阵频域解时延方法对高精度站址和航天器轨迹的过渡依赖。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。
图1是本发明深空天线组阵频域解时延模糊流程图。
具体实施方式
参阅图1。在图1描述的频域解时延模糊的流程中：根据航天器与地面站之间的大致几何方位，给出天线阵列接收通道间的初始时延范围，根据该初始时延计算得到频域相位谱不模糊的频率范围；然后在该范围内通过曲线拟合得到时延的精估计，并依据估计结果对通道间的时延进行修正；根据时延的修正精度，得到频域相位谱不模糊的频率范围，然后在该范围内通过曲线拟合得到时延的进一步精估计，并依据估计结果对通道间的时延进行修正；若时延的修正精度满足要求，则退出，否则重复上一步骤直到时延的修正精度满足要求为止。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明中，时延范围、频率范围等只是用于帮助理解本发明的方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书实施例的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (1)

1.一种深空天线组阵频域解时延模糊的方法,其特征在于包括如下步骤：首先根据航天器与地面站之间的几何方位，给出天线阵列接收通道间的初始时延估计，根据该初始时延计算频域相位谱不模糊的频率范围；然后在该范围内通过对相位谱的曲线拟合估计天线组阵频域解的时延，依据上述估计结果修正通道间的时延；根据时延的修正精度，更新频域相位谱不模糊的频率范围，然后在该范围内通过曲线拟合进一步精估计天线组阵频域解的时延，并依据估计结果对通道间的时延进行修正；若时延的修正精度满足天线阵列多通道信号最大信噪比合成的要求，则退出，否则重复上一步骤，在频域相位谱中，不断的切换曲线拟合的带宽和变换求解时延的频率范围，完成时延的逐次解模糊，直到时延的修正精度满足要求为止。
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