异地天线组阵相关处理技术研究

2012-10-18于晓黎孙甲琦

无线电工程 2012年4期

关键词：信号

于晓黎，孙甲琦

(北京遥测技术研究所，北京 100076)

0 引言

从20世纪60年代起，美国航空航天局(NASA)深空网(Deep Space Network，DSN)就开始研究天线组阵技术［1］，依靠地面天线组阵提高接收信号的信噪比，从而提高深空探测器传输的信息量。相较于单个大口径天线，组阵技术可以在低运营成本的基础上，提供相当于大口径天线的等效增益，并增加系统的灵活性和可操作性，而且小天线组阵的成本花费要比制造单个大口径天线小。因此，小天线组阵是深空测控技术今后发展的一个重要方向。

1 异地天线组阵信号合成特点

异地天线组阵就是利用分布不同地点的多个天线组成天线阵列，接收来自同一信号源(深空探测器)发送的信号，利用信号的相干性和噪声的不相干性，将各个天线的接收信号合成，从而获得高信噪比信号。相比其他天线组阵，异地天线组阵有时钟不共源、同一信号接收时间不一致等特点［2］。

异地天线组阵信号合成的关键主要是时延补偿、相位校正算法、合成方案和时钟校准。其中时延补偿可以通过航天器轨迹与跟踪天线的位置以及相对变化在过境跟踪前通过离线处理预测来消除大部分的延迟差，补偿的精度取决于测定基线和信源方向的精度。天线组技术有5种基本处理方案，获得最佳遥测性能的是全频谱合成(FSC)方案［3］，而相位校正算法中，Sumple算法具有节约硬件成本和运算量的性能优势，因此采用的是Sumple算法。