ES2361102A1 - System and method of rapid acquisition of satellites or launchers. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema y método de adquisición rápida de satélites o lanzadores.System and method of rapid acquisition of satellites or launchers.
La presente invención se engloba dentro del campo de las telecomunicaciones por satélite, y más en concreto, en los sistemas de adquisición de la posición de satélites y cohetes como paso previo al establecimiento de la señal. La presente invención se puede aplicar, entre otras aplicaciones, a la adquisición de sondas de espacio profundo, de lanzadores/cohetes a partir de su señal de telemetría o de satélites en órbitas GEO/MEO/LEO.The present invention is encompassed within the field of satellite telecommunications, and more specifically, in satellite and rocket position acquisition systems as a previous step to the establishment of the signal. The present invention can be applied, among other applications, to the acquisition of deep space probes, from launchers / rockets to from your telemetry or satellite signal in orbits GEO / MEO / LEO.
Las parábolas utilizadas para la comunicación con satélites o cohetes lanzadores necesitan conocer la posición de apuntamiento previamente al establecimiento de la recepción de la señal.The parables used for communication with satellites or rocket launchers need to know the position of prior to the establishment of the reception of the signal.
Para ello, en primer lugar se utilizan propagadores orbitales que dan para un momento dado la posición más probable del satélite o lanzador.To do this, they are first used orbital propagators that give for a given moment the position more likely satellite or launcher.
Una vez que la antena apunta hacia esa posición más probable, la antena hace una búsqueda automática de la señal del satélite que en condiciones normales es de pocos segundos. Los procedimientos más comunes para realizar la búsqueda automática son el monopulso, el barrido
\hbox{cónico, maximización del nivel
de potencia (step track), entre otros.} Once the antenna points to that most likely position, the antenna automatically searches for the satellite signal which in normal conditions is a few seconds. The most common procedures for automatic search are the single pulse, the sweep \ hbox {conical, level maximization
of power (step track), among others.}
El problema surge cuando el satélite o lanzador no está cerca de la posición estimada por los propagadores orbitales. En este caso el haz principal de la antena se queda apuntando a una dirección que se encuentra varios anchos de haz separada de la posición real del objetivo. La búsqueda entonces puede llevar varios minutos. En el caso de sondas en espacio profundo la adquisición puede llevar horas.The problem arises when the satellite or launcher not close to the position estimated by the propagators Orbitals In this case the main beam of the antenna stays pointing to a direction that is several beam widths separated from the actual position of the target. The search then It may take several minutes. In the case of space probes Deep acquisition can take hours.
En la Figura 1 se muestra, según el estado del arte, un ejemplo de búsqueda de satélites o lanzadores 1 mediante barrido rectangular en la ventana de incertidumbre. La ventana de incertidumbre 2 (ventana angular de búsqueda) es mucho mayor que el ancho de haz 3 de la parábola o antena parabólica 4. Por lo tanto hay que hacer un barrido mecánico dentro de la ventana de incertidumbre 2. El satélite o lanzador 1 se mueve al mismo tiempo que se está haciendo el barrido, lo que ralentiza la adquisición.Figure 1 shows, according to the state of the art, an example of searching for satellites or launchers 1 using rectangular sweep in the uncertainty window. The window of uncertainty 2 (angular search window) is much greater than the beam width 3 of the parabola or satellite dish 4. Therefore you have to do a mechanical sweep inside the window of uncertainty 2. The satellite or launcher 1 moves at the same time the scan is being done, which slows down the acquisition.
Las causas que pueden provocar situaciones de deriva del satélite con respecto a su posición nominal son varias:The causes that can cause situations of satellite drift with respect to its nominal position are several:
- --
- Maniobras orbitales.Orbital maneuvers
- --
- Problemas a bordo.Problems on board
- --
- Fases tempranas de inserción en órbita.Phases Early insertion into orbit.
- --
- Lanzamientos.Releases.
En el caso de lanzadores las derivas en su posición son inherentes al proceso de lanzamiento debido a los enormes empujes a que se ve sometido.In the case of pitchers the drifts in their position are inherent to the launch process due to the huge thrusts he is subjected to.
En todos los casos se trata de situaciones en las que las pérdidas de datos son críticas debido a:In all cases these are situations in which data losses are critical due to:
- En lanzamientos y averías a bordo la telemetría recibida es la "caja negra", siendo de gran importancia en depuración de responsabilidades.- In launches and breakdowns on board the Telemetry received is the "black box", being of great importance in debugging responsibilities.
- Durante las maniobras orbitales la pérdida de contacto puede resultar en una inserción en órbita equivocada.- During orbital maneuvers the loss of Contact may result in a wrong orbit insertion.
- En pases de órbita baja la duración del pase es de unos pocos minutos por lo que cualquier incremento en la velocidad de adquisición es relevante.- In pass of orbit low the duration of the pass it's a few minutes so any increase in the Acquisition rate is relevant.
[1] H. L. Van Trees, Optimum Array Processing. Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory, 1st ed., Wiley, 2002.[1] HL Van Trees , Optimum Array Processing. Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory, 1st ed., Wiley , 2002 .
[2] Lal Chand Godar. Smart Antennas. CRC Press.[2] Lal Chand Godar . Smart Antennas CRC Press
Las antenas parabólicas tienen una limitación fundamental a la hora de hacer la adquisición angular del satélite o lanzador: su ancho de haz es muy estrecho. Sin embargo, este ancho de haz es estrecho para poder proporcionar una alta ganancia necesaria para cerrar el enlace de comunicaciones. Por lo tanto no hay posibilidad de ampliar el ancho de haz y todos los métodos de adquisición angular que utilizan las parábolas dependen de un buen conocimiento previo de la posición del satélite o lanzador.Satellite dishes have a limitation fundamental when making the angular acquisition of the satellite or launcher: its beam width is very narrow. However, this width Beam is narrow to provide high gain necessary to close the communications link. For that reason, not there is the possibility of extending the beamwidth and all the methods of angular acquisition that the parabolas use depend on a good previous knowledge of the position of the satellite or launcher.
La única manera de ensanchar el haz es mediante el empleo de una antena de menor apertura. Sin embargo, una sola antena de menor apertura no puede localizar el satélite o lanzador debido a que no consigue tener un nivel de señal suficientemente alto.The only way to widen the beam is by the use of a smaller aperture antenna. However, only one smaller aperture antenna cannot locate the satellite or launcher because it fails to have a sufficient signal level tall.
La solución pasa por el empleo de múltiples antenas de pequeña apertura operadas conjuntamente con técnicas de superresolución espacial. Por antenas de pequeña apertura se entiende que cada una de las antenas tendrá una superficie inferior al 2% de la parábola principal. Cada una de las antenas tiene un ancho de haz que cubre la ventana angular de incertidumbre. El procesamiento conjunto de las señales de todas las antenas permite reducir el nivel de ruido, y dar una resolución angular muy buena gracias al empleo de algoritmos de superresolución.The solution involves the use of multiple small aperture antennas operated in conjunction with technical spatial superresolution. For small aperture antennas understand that each of the antennas will have a lower surface 2% of the main parable. Each of the antennas has a beam width covering the angular window of uncertainty. He Joint processing of all antenna signals allows reduce the noise level, and give a very good angular resolution thanks to the use of super-resolution algorithms.
La demostración de la superresolución es la siguiente:The demonstration of the superresolution is the next:
Supongamos un conjunto de antenas (N) al que llegan M señales a la frecuencia \omega_{0}. La señal a la salida de cada uno de los sensores se describe por el vector Nx1Assume a set of antennas (N) to which M signals arrive at the frequency \ omega_ {0}. The signal to the output of each of the sensors is described by vector Nx1
donde n(t) es el vector de ruido Nx1, s(t) es el vector Mx1 de las señales, y V(\varphi, \rho) es la respuesta de la agrupación de antenas (matriz NxM) cuyas columnas son las respuestas del array a cada una de las fuentes:where n (t) is the noise vector Nx1, s (t) is the vector Mx1 of the signals, and V (\ varphi, \ rho) is the response of the antenna grouping (matrix NxM) whose columns are the responses from the array to each of the sources:
Los vectores de respuesta son función de las direcciones de llegada de cada señal \varphi y de los parámetros de las antenas \rho. En general \rho contiene las posiciones de los sensores, ganancia, fase, acoplamiento mutuo, etc. La respuesta del sensor n a una fuente que proviene de la dirección \varphi_{m} es:The response vectors are a function of the Arrival addresses of each signal \ varphi and parameters of the antennas \ rho. In general \ rho contains the positions of the sensors, gain, phase, mutual coupling, etc. The answer from sensor n to a source that comes from the address \ varphi_ {m} is:
donde x_{n} e y_{n} son las posiciones x e y del sensor n, \lambda es la longitud de onda, y g_{n} es la ganancia del sensor.where x_ {n} and y_ {n} are the positions x and y of sensor n, λ is the wavelength, and g_ {n} is the gain of sensor.
La mayoría de técnicas utilizan la matriz de covarianza R_{x} que tiene la forma:Most techniques use the covariance matrix R x which has the form:
donde S_{f} es la matriz de covarianza de la fuente y \sigma^{2} es la potencia de ruido. La descomposición en autovectores de R_{x}.where S f is the covariance matrix of the source and sig 2 is the noise power. Decomposition eigenvectors {x} R.
donde E_{s} es la matriz NxM de autovectores de señal, \Lambda_{s} es la matriz de autovalores de señal, y E_{n} es la matriz de autovectores de ruido.where E s is the NxM matrix of signal eigenvectors, \ Lambda_ {s) is the matrix of signal eigenvalues, and E n is the matrix of noise eigenvectors.
En la práctica se utiliza la matriz muestral de covarianza \hat{R}_{x},In practice, the sample matrix of covariance \ hat {R} x,
Durante las últimas décadas se han desarrollado y estudiado múltiples métodos de superresolución aplicados a la adquisición del ángulo de llegada de una señal. Una buena comparación de los más populares se puede encontrar en las referencias bibliográficas [1] y [2], El método más preciso para estimación angular es el que utiliza la función de máxima verosimilitud sin restricciones. Esta función conlleva la minimización de la siguiente función de coste para todos los ángulos de llegadaDuring the last decades they have developed and studied multiple superresolution methods applied to the acquisition of the angle of arrival of a signal. A good one comparison of the most popular can be found in the bibliographical references [1] and [2], the most accurate method for angular estimation is the one that uses the maximum function likelihood without restrictions. This function entails the minimization of the following cost function for all angles of arrival
dondewhere
La alta complejidad computacional de este algoritmo limita su aplicación. De entre los métodos más utilizados se encuentra el MUSIC (MUltiple SIgnal Classification). MUSIC reduce el problema computacional a la búsqueda del máximo de la siguiente función:The high computational complexity of this Algorithm limits your application. Among the most used methods is the MUSIC (Multiple SIgnal Classification). MUSIC reduces the computational problem in search of the maximum of the following function:
Sea cual sea el método y variante utilizado de los múltiples existentes, el resultado es el mismo: una resolución angular por debajo del límite de Rayleigh \theta=\lambda/L donde L es la máxima distancia entre elementos (o la dimensión máxima de la antena en caso de no haber agrupación).Whatever the method and variant used of the multiple existing, the result is the same: a resolution angular below the limit of Rayleigh \ theta = \ lambda / L where L is the maximum distance between elements (or the maximum dimension of the antenna in case there is no grouping).
El sistema de adquisición rápida de satélites o lanzadores que propone la presente invención comprende una agrupación de antenas de pequeña apertura operadas conjuntamente con técnicas de superresolución espacial para la estimación del ángulo de llegada de la señal procedente del satélite o lanzador.The rapid satellite acquisition system or pitchers proposed by the present invention comprise a grouping of small aperture antennas operated jointly with spatial super-resolution techniques for angle estimation of arrival of the signal from the satellite or launcher.
Cada una de las antenas de pequeña apertura dispone preferentemente de un ancho de haz que cubre la ventana de incertidumbre de la posición estimada del satélite o lanzador.Each of the small opening antennas preferably has a beamwidth that covers the window of uncertainty of the estimated position of the satellite or launcher.
El número de antenas de pequeña apertura empleadas para la adquisición del satélite o lanzador es preferentemente mayor de 4, y óptimamente entre 8 y 16.The number of small aperture antennas used for the acquisition of the satellite or launcher is preferably greater than 4, and optimally between 8 and 16.
En una realización particular la agrupación de antenas de pequeña apertura están montadas sobre una antena parabólica con capacidad de barrido angular. En este caso las antenas de pequeña apertura pueden estar posicionadas a intervalos regulares en el borde de la antena parabólica o pueden estar adyacentes entre sí, en una agrupación compacta.In a particular embodiment the grouping of small aperture antennas are mounted on an antenna Satellite dish with angular sweep capacity. In this case the small aperture antennas can be positioned at intervals regular at the edge of the satellite dish or they may be adjacent to each other, in a compact grouping.
El sistema puede comprender adicionalmente:The system may additionally comprise:
- medios de conversión RF-IF
para cada una de las antenas de pequeña apertura, encargados de
convertir la señal de radiofrecuencia procedente de la
correspondiente antena de pequeña apertura a una señal frecuencia
interme-
dia;- RF-IF conversion means for each of the small aperture antennas, responsible for converting the radio frequency signal from the corresponding small aperture antenna to an intermediate frequency signal
day;
- un oscilador local encargado de proporcionar la misma referencia a los diferentes medios de conversión RF-IF;- a local oscillator responsible for providing the same reference to the different conversion media RF-IF;
- medios de conversión analógico-digital encargados de digitalizar las señales de frecuencia intermedia;- means of conversion analog-digital responsible for digitizing the intermediate frequency signals;
- medios de procesamiento de datos encargados de recibir de los medios de conversión analógico-digital las señales digitalizadas y de implementar el algoritmo de superresolución espacial para obtener el azimuth y elevación de la señal recibida por las antenas de pequeña apertura;- data processing means responsible for receive from the conversion media analog-digital digitized signals and of implement the spatial superresolution algorithm to get the azimuth and elevation of the signal received by the small antennae opening;
- unidad de control y comunicación encargada de comunicar a la unidad de control de la antena parabólica los datos de azimuth y elevación de apuntamiento obtenidos por los medios de procesamiento de datos.- control and communication unit in charge of communicate to the control unit of the satellite dish the data of azimuth and elevation of aim obtained by the means of data processing.
El sistema puede comprender también la unidad de control de la antena parabólica encargada de recibir los datos de azimuth y elevación de apuntamiento y ejecutar la adquisición y seguimiento de la señal del satélite o lanzador.The system may also comprise the unit of satellite dish control responsible for receiving data from azimuth and aiming elevation and execute the acquisition and satellite or launcher signal tracking.
La unidad de control y comunicación puede estar configurada para efectuar una calibración de las antenas de pequeña apertura previamente a la adquisición de la señal proveniente del satélite o lanzador.The control and communication unit can be configured to perform a calibration of small antennas opening prior to the acquisition of the signal from the Satellite or launcher
Es objeto también de la presente invención un método de adquisición rápida de satélites o lanzadores que comprende las siguientes etapas:An object of the present invention is also a rapid acquisition method of satellites or launchers comprising the following stages:
- apuntar una antena parabólica hacia una posición de apuntamiento para la adquisición del satélite o lanzador;- point a satellite dish towards a pointing position for satellite acquisition or pitcher;
- aplicar un algoritmo de superresolución
espacial sobre la señal recibida por una agrupación de antenas de
pequeña apertura montadas sobre la antena parabólica para estimar el
azimuth y la elevación de apuntamiento de dicha
señal;- apply a spatial super-resolution algorithm on the signal received by a group of small aperture antennas mounted on the satellite dish to estimate the azimuth and the aiming elevation of said
signal;
- enviar a la unidad de control de la antena parabólica los datos de azimuth y apuntamiento para que ejecute la adquisición y seguimiento de la señal del satélite o lanzador.- send to the antenna control unit parabolic azimuth and pointing data to run the acquisition and monitoring of the satellite or launcher signal.
El método puede comprender también efectuar una calibración de las antenas de pequeña apertura previamente a la adquisición de la señal proveniente del satélite o lanzador.The method may also include carrying out a calibration of the small aperture antennas before the acquisition of the signal from the satellite or launcher.
La solución propuesta proporciona las siguientes ventajas:The proposed solution provides the following advantages:
- Puesto que cada una de las antenas de la agrupación cubren la ventana de incertidumbre del satélite/lanzador, la adquisición de la posición angular se realiza prácticamente instantáneamente. El tiempo requerido depende de la convergencia del algoritmo de superresolución, que ejecutado en DSPs puede ser menor de 1 segundo (tiempo real). En comparación una parábola ha de hacer un barrido mecánico que lleva minutos.- Since each of the antennas of the grouping cover the satellite / launcher uncertainty window, the acquisition of the angular position is practically done instantly. The time required depends on the convergence of the super-resolution algorithm, which executed in DSPs may be less 1 second (real time). In comparison a parable has to do a mechanical sweep that takes minutes.
- Apertura pequeña requerida para el conjunto de la agrupación de antenas. Puesto que no se ha de hacer demodulación de señal, al estar la información angular en la portadora (no en la moduladora), la relación señal a ruido requerida para la determinación de la posición angular es baja. Se pueden trabajar con relaciones señales a ruido negativas y dependiendo de la topología con aperturas totales hasta 100 veces menores que la de la parábola. Ello disminuye el coste del sistema y lo hace más ligero de cara a su anclaje a la estructura de la parábola.- Small opening required for the set of The grouping of antennas. Since no demodulation has to be done signal, since the angular information is in the carrier (not in the modulator), the signal to noise ratio required for the Determination of angular position is low. They can work with negative signal to noise ratios and depending on the topology with total openings up to 100 times smaller than that of the parabola. This decreases the cost of the system and makes it lighter for its anchorage to the structure of the parable.
- En la solución propuesta la agrupación de antenas se ancla al borde de la parábola. De esta manera se minimizan los efectos sobre las características de radiación de la parábola. Al mismo tiempo se consigue que las antenas de la agrupación no deban llevar una capacidad de barrido, puesto que el barrido es ejecutado por la parábola.- In the proposed solution the grouping of Antennas are anchored to the edge of the parable. This way it minimize the effects on the radiation characteristics of the parable. At the same time you get that the antennas of the grouping should not carry a sweeping capacity, since the Sweep is executed by the parable.
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie dé dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.
La Figura 1 muestra, según el estado del arte, un ejemplo de búsqueda de satélites o lanzadores 1 mediante barrido rectangular en la ventana de incertidumbre.Figure 1 shows, according to the state of the art, an example of searching for satellites or launchers 1 by scanning rectangular in the uncertainty window.
La Figura 2 representa de manera esquemática la solución propuesta en la presente invención, donde se emplean múltiples antenas de pequeña apertura.Figure 2 schematically represents the solution proposed in the present invention, where they are used Multiple antennas with small aperture.
La Figura 3 muestra una realización particular en la que las antenas de pequeña apertura se disponen en el borde de la antena parabólica.Figure 3 shows a particular embodiment in which the small aperture antennas are arranged at the edge of the parabolic antenna.
La Figura 4 muestra otra realización particular en la que las antenas de pequeña apertura se disponen en una agrupación compacta.Figure 4 shows another particular embodiment in which the small aperture antennas are arranged in a compact grouping
La Figura 5 representa de manera esquemática los elementos del sistema objeto de la invención.Figure 5 schematically represents the elements of the system object of the invention.
En la Figura 2 se muestra de manera esquemática la solución propuesta en la presente invención, donde se emplean múltiples antenas de pequeña apertura 6 operadas conjuntamente con técnicas de superresolución espacial.In Figure 2 it is shown schematically the solution proposed in the present invention, where they are used multiple 6 small opening antennas operated in conjunction with Space super resolution techniques.
Con respecto a la topología y distribución de la agrupación de antenas, puesto que la resolución angular es inversamente proporcional a la distancia entre elementos en la agrupación, se mejorará a medida que aumentemos esta distancia. Aprovechando la estructura mecánica de la antena parabólica se consigue tener una distancia entre elementos igual al diámetro D de la misma al colocar los elementos de la agrupación en el borde de la parábola 4, según se muestra en la Figura 3. Como ventajas adicionales simplificamos el diseño de cada uno de los sensores/antenas 6 de la agrupación al no tener que disponer cada uno de ellos de barrido angular mecánico o electrónico, pues esto es realizado por la propia parábola.Regarding the topology and distribution of the antenna grouping, since the angular resolution is inversely proportional to the distance between elements in the grouping will improve as we increase this distance. Taking advantage of the mechanical structure of the satellite dish is manages to have a distance between elements equal to the diameter D of the same when placing the elements of the grouping on the edge of the parable 4, as shown in Figure 3. As advantages additional we simplify the design of each of the sensors / antennas 6 of the grouping by not having to arrange each one of them of mechanical or electronic angular scanning, because this is performed by the parable itself.
Como caso particular de distribución está el caso de una agrupación compacta 7 (ver Figura 4), en el que todos los sensores estén próximos entre sí (adyacentes) y no distribuidos a intervalos regulares en el borde de la parábola 4. La resolución es menor pero la calibración del sistema se simplifica al poder utilizar técnicas estándar.As a particular case of distribution is the case of a compact cluster 7 (see Figure 4), in which all the sensors are close to each other (adjacent) and not distributed at regular intervals at the edge of the parable 4. The resolution It is lower but the system calibration is simplified to power Use standard techniques.
En cualquiera de las topologías el número de sensores ha de ser superior a cuatro para obtener unos correctos resultados. Idealmente el número de antenas será de 8-16. Este rango de valores supone un compromiso razonable entre el coste y la precisión de la estimación de la posición angular.In any of the topologies the number of sensors must be greater than four to obtain correct ones results. Ideally the number of antennas will be 8-16. This range of values is a commitment reasonable between cost and accuracy of the estimate of the angular position
Los componentes que integran el sistema de adquisición angular propuesto se muestran en la Figura 5. A continuación se describen cada uno de ellos:The components that make up the system Proposed angular acquisition are shown in Figure 5. A Each of them is described below:
- Antenas 6 de la agrupación. Cada uno de los sensores que rodean la parábola 4, encargados de recibir la señal del satélite/lanzador por medio de un diagrama de mayor anchura de haz que la parábola. Esta antena no precisa tener capacidad de barrido angular.- Antennas 6 of the grouping. Each of the sensors surrounding parable 4, responsible for receiving the signal of the satellite / launcher by means of a larger width diagram of Make the parable. This antenna does not need to be able to angular scan
- Medios de conversión RF-IF 8 para convertir, para cada antena 6, la señal de radiofrecuencia a una señal de frecuencia intermedia 14. Por cada una de las antenas de la agrupación se necesita una cadena compuesta de: amplificador de bajo ruido, filtro de radiofrecuencia, conversor de frecuencia, filtro de frecuencia intermedia, amplificador de frecuencia intermedia.- RF-IF 8 conversion media to convert, for each antenna 6, the radio frequency signal to an intermediate frequency signal 14. For each of the antennas a chain consisting of: amplifier is needed from the grouping Low noise, radio frequency filter, frequency converter, intermediate frequency filter, frequency amplifier intermediate.
- Red de distribución de Oscilador Local. A partir de un único oscilador local 9 se inyectará la misma referencia a todos los conversores RF-IF 8.- Local Oscillator distribution network. TO from a single local oscillator 9 the same will be injected Reference to all RF-IF converters 8.
- Medios de conversión analógico-digital (10). Se trata de un banco de conversores analógicos a digital que muestrean la señal (por ejemplo implementado en una tarjeta digitalizadora).- Conversion media analog-digital (10). It is a bank of analog to digital converters that sample the signal (for example implemented in a digitizer card).
- Medios de procesamiento de datos 11. Procesadores de señal encargados de implementar el algoritmo de superresolución y dar las coordenadas de azimuth y elevación de la señal. Este componente puede ser un DSP, FPGA o incluso un PC.- Data processing means 11. Signal processors responsible for implementing the algorithm of superresolution and give the azimuth and elevation coordinates of the signal. This component can be a DSP, FPGA or even a PC.
- Unidad de control y comunicación 12 encargada de efectuar el control y la comunicación con la unidad de control 13 de la antena parabólica 4. En esta unidad se coordina la comunicación entre la agrupación de antenas 6 y la unidad de control 13 de la antena parabólica 4.- Control and communication unit 12 in charge to carry out the control and communication with the control unit 13 of the satellite dish 4. In this unit the communication between antenna group 6 and the control unit 13 of the satellite dish 4.
Las funciones a realizar serán:The functions to be performed will be:
\bullet Activación y ejecución de la adquisición angular de la agrupación de antenas.Activation and execution of the angular acquisition of the antenna group.
\bullet Activación y ejecución de la calibración de la agrupación de antenas.Activation and execution of the antenna cluster calibration.
\bullet Comunicación bidireccional de datos de azimuth/elevación con la antena parabólica 4. La comunicación entre la unidad de control y comunicación 12 y la unidad de control 13 es bidireccional porque el sistema de adquisición ha de conocer la posición a la que está apuntando la unidad de control 13 de la antena, y ésta a su vez recibir la posición corregida.Bidirectional data communication of azimuth / elevation with the satellite dish 4. Communication between the control and communication unit 12 and the control unit 13 is bidirectional because the acquisition system must know the position to which control unit 13 of the antenna, and this in turn receive the corrected position.
Para el correcto funcionamiento de los algoritmos de superresolución es necesario tener una calibración precisa de las características de la agrupación de antenas. Los principales elementos requeridos son: posiciones x,y,z de cada sensor, ganancia de cada sensor, y fase residual de cada sensor. Todos estos parámetros han de ser obtenidos para cada una de las frecuencias de operación. Para la obtención de estos valores se realizará una calibración que tendrá las siguientes etapas:For the correct functioning of the super resolution algorithms it is necessary to have a calibration precise characteristics of the antenna group. The Main required elements are: positions x, y, z of each sensor, gain of each sensor, and residual phase of each sensor. All these parameters must be obtained for each of the operating frequencies To obtain these values, will perform a calibration that will have the following stages:
- Caracterización y determinación del emplazamiento del centro de fase de cada antena en cámara anecoica.- Characterization and determination of phase center location of each antenna in camera anechoic
- Obtención de las posiciones de cada una de las antenas mediante técnicas visuales/mecánicas, y referenciación del centro de fase.- Obtaining the positions of each of the antennas through visual / mechanical techniques, and reference of the phase center
- Refinamiento de las posiciones de los centros de fase de cada sensor y de su ganancia mediante recepción de la baliza enviada por un satélite o por una torre de calibración. En cualquiera de los casos la parábola realizará un barrido en torno a la dirección de llegada de la señal. Con ello se obtendrá un conjunto de fases para cada sensor por cada valor de azimuth/elevación. Dichos valores serán analizados para extraer los parámetros de posición y ganancia de cada sensor en modo off-line.- Refinement of center positions phase of each sensor and its gain by receiving the beacon sent by a satellite or by a calibration tower. In either case the parable will perform a sweep around The direction of arrival of the signal. This will result in a set of phases for each sensor for each value of azimuth / elevation. These values will be analyzed to extract the position and gain parameters of each sensor in mode off-line
El procedimiento de adquisición se realizará en las siguientes etapas:The acquisition procedure will be carried out in the following stages:
- La antena parabólica es apuntada hacia la posición indicada por el propagador orbital o comunicada por cualquier otro agente externo.- The satellite dish is pointed towards the position indicated by the orbital propagator or communicated by Any other external agent.
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- La agrupación de antenas ejecuta el algoritmo de superresolución dando como resultado el azimuth y elevación de apuntamiento.- The antenna group executes the algorithm of superresolution resulting in azimuth and elevation of pointing.
- Los datos de azimuth y apuntamiento son pasados a la unidad de control 13 de la antena parabólica 4 para que ésta ejecute su procedimiento de adquisición y posterior seguimiento.- Azimuth and pointing data are passed to the control unit 13 of the satellite dish 4 so that it executes its acquisition and subsequent procedure tracing.
El procedimiento de calibración comentado no es único, existen múltiples métodos para realizar esta calibración (campo cercano con transformación de coordenadas, campo lejano con torre de calibración, autocalibraciones, etc.).The calibration procedure discussed is not unique, there are multiple methods to perform this calibration (near field with coordinate transformation, far field with calibration tower, autocalibrations, etc.).
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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| US5952962A (en) * | 1997-10-01 | 1999-09-14 | The Aerospace Corporation | Extended spatial acquisition method for tracking antennas |
| US6307523B1 (en) * | 2000-05-15 | 2001-10-23 | Harris Corporation | Antenna apparatus and associated methods |
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-
2009
- 2009-07-07 ES ES200901551A patent/ES2361102B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (2)
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| 31/12/1997 , Hatke G F, "Superresolution source location with planar arrays" Lincoln Laboratory Journal 1997, Vol 10 No. 2 páginas 127 a 146. Lincoln Lab. MIT USA. 31.12.1997. ISSN 0896-4130. Páginas 1 y 2. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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