CN112134019A - 一种微波光学一体化天线混合跟踪系统 - Google Patents

一种微波光学一体化天线混合跟踪系统 Download PDF

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路志勇
李晶
李华贵
李娜
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Abstract

本发明公开了一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，属于通信技术领域。其包括混合跟踪控制设备、微波天线捕获跟踪设备、光学天线跟踪设备。混合跟踪控制设备接收到跟踪指令后，发出命令控制微波天线捕获跟踪设备，微波天线捕获跟踪设备控制微波光学一体化天线转动，使微波光学一体化天线中微波天线实现对微波信号的捕获跟踪；混合跟踪控制设备收到光学天线进入跟踪视场的反馈信息后，发出命令控制光学天线跟踪设备，使光学天线实现对光信号的跟踪，完成混合跟踪过程。该系统利用微波波束实现了对光波束的引导，省去了单独光学天线的捕获设备即机械转台，具有重量轻、结构简单的特点。

Description

一种微波光学一体化天线混合跟踪系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，可用于微波光学一体化天线的捕获跟踪功能。
背景技术
在通信领域中，多种通信手段混合应用的场合越来越多，微波与光学混合通信系统就是其中一个发展方向。为实现混合通信系统结构一体化、轻量化等要求，微波光学一体化天线成为其中的重要设备之一，而微波天线与光学天线混合跟踪系统正是用于微波光学一体化天线波束跟踪的重要设备。
目前，常规微波天线捕获跟踪设备一般由天线座架、跟踪接收机、伺服系统等部分组成。天线座架把微波天线转动到微波波束跟踪系统所要求的波束之内，再启动跟踪系统，使微波天线波束始终对准目标。常规的光学天线捕获跟踪设备由机械转台、主镜、副镜、光波束跟踪系统等部分组成，机械转台把光波束调整到光波束跟踪系统所要求的跟踪视场之内，再启动光波束跟踪系统，使光学天线波束始终对准目标。
可见，在常规通信系统中，微波通信和光学通信通常采用各自独立、互不相关的微波天线和光学天线。其中，微波天线只用来收发微波信号，带有独立的微波天线捕获跟踪设备，而光学天线只用来收发光信号，带有独立的光学天线捕获跟踪设备。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，其能够实现微波光学一体化天线的快速捕获跟踪。该系统利用微波波束实现了对光波束的引导，省去了单独光学天线的捕获设备即机械转台，具有重量轻、结构简单的特点，适合用于星间通信和星地通信等场合。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，包括微波天线捕获跟踪设备和光学天线跟踪设备；还包括混合跟踪控制设备；所述混合跟踪控制设备接收到跟踪指令后，发出命令控制微波天线捕获跟踪设备，微波天线捕获跟踪设备控制微波光学一体化天线转动，使微波光学一体化天线中微波天线实现对微波信号的捕获跟踪，此时已进入微波光学一体化天线中光学天线的跟踪视场范围；混合跟踪控制设备收到光学天线进入跟踪视场的反馈信息后，发出命令控制光学天线跟踪设备，使光学天线实现对光信号的跟踪，此时混合跟踪控制设备显示微波光学一体化天线进入跟踪状态，完成混合跟踪过程。
本发明相比背景技术具有如下有益效果：
1、本发明可通过软件实现混合跟踪控制，使微波光学一体化天线实现了对微波信号的捕获跟踪和对光信号的跟踪。
2、本发明微波天线捕获跟踪设备不仅可引导微波天线波束对准目标，而且当微波波束对准目标时还把光学天线波束引导到跟踪视场范围，再启动光学天线跟踪设备并使光波束对准目标。因此，微波天线捕获跟踪设备可实现光学天线捕获光信号的功能，从而省去了用于光学天线捕获光信号的机械转台，实现了混合跟踪系统的轻量化设计。
附图说明
图1是本发明实施例中混合跟踪系统的原理框图。
图2是本发明实施例中混合跟踪系统所控制的微波光学一体化天线的结构示意图。
图中：1. 微波天线；2. 光学天线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
参照图1和2，一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，它由混合跟踪控制设备、微波天线捕获跟踪设备、光学天线跟踪设备构成。其中混合跟踪控制设备通过通信接口分别与微波天线捕获跟踪设备和光学天线跟踪设备连接，微波天线捕获跟踪设备和光学天线跟踪设备分别通过通信接口和结构接口与微波光学一体化天线连接。微波光学一体化天线由微波天线1和光学天线2构成，并且微波天线1和光学天线2的波束指向一致。微波天线捕获跟踪设备通过通信接口和结构接口与微波光学一体化天线中微波天线1连接，光学天线跟踪设备通过通信接口和结构接口与微波光学一体化天线中光学天线2连接。
本系统工作过程如下：从空间同一位置同时发来微波信号与光信号，混合跟踪控制设备接收到跟踪指令后，发出命令控制微波天线捕获跟踪设备，微波天线捕获跟踪设备控制微波光学一体化天线转动，使微波光学一体化天线中微波天线实现对微波信号的捕获跟踪，此时已进入微波光学一体化天线中光学天线的跟踪视场范围；混合跟踪控制设备收到光学天线进入跟踪视场的反馈信息后，发出命令控制光学天线跟踪设备，使光学天线实现对光信号的跟踪，此时混合跟踪控制设备显示微波光学一体化天线进入跟踪状态，完成混合跟踪过程。
具体地，上述系统中，微波光学一体化天线由微波天线和光学天线构成，其中微波天线采用反射面天线形式，光学天线采用反射式光学天线形式，微波天线与光学天线为一体化结构且波束指向一致。微波天线口径为1.8m，工作在Ka频段，半功率波束宽度为0.5°，跟踪精度小于0.05°；光学天线口径为200mm，工作波长为1550nm，跟踪视场为0.11°，光学天线跟踪精度0.001°。
上述具体实施例的工作过程如下：混合跟踪控制设备接收到跟踪指令后，发出命令控制微波天线捕获跟踪设备，微波天线捕获跟踪设备控制微波光学一体化天线转动并搜索目标，使Ka频段1.8m微波天线实现对微波信号的捕获跟踪，此时微波天线跟踪精度达到0.05°，而200mm光学天线的跟踪视场为0.11°且与微波天线波束指向一致，因此已进入光学天线的跟踪视场范围；混合跟踪控制设备收到光学天线已进入跟踪视场的反馈信息后，发出命令控制光学天线跟踪设备，使光学天线在0.11°视场内搜索目标，实现对光信号的跟踪，此时光学天线跟踪精度达到0.001°。光学天线达到跟踪状态时，混合跟踪控制设备显示微波光学一体化天线进入跟踪状态，完成Ka频段微波信号与1550nm光信号的混合跟踪过程。

Claims (1)

1.一种微波光学一体化天线混合跟踪系统，包括微波天线捕获跟踪设备和光学天线跟踪设备；其特征在于，还包括混合跟踪控制设备；
所述混合跟踪控制设备接收到跟踪指令后，发出命令控制微波天线捕获跟踪设备，微波天线捕获跟踪设备控制微波光学一体化天线转动，使微波光学一体化天线中的微波天线实现对微波信号的捕获跟踪，此时已进入微波光学一体化天线中光学天线的跟踪视场范围；混合跟踪控制设备收到光学天线进入跟踪视场的反馈信息后，发出命令控制光学天线跟踪设备，使光学天线实现对光信号的跟踪，此时混合跟踪控制设备显示微波光学一体化天线进入跟踪状态，完成混合跟踪过程。
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