李朝海，姜雯献，王国龙，董 涛

(1.电子科技大学电子工程学院， 成都611731; 2.航天恒星科技有限公司， 北京100086)

0 引言

在各类卫星通信系统中，由于载体在运动过程中，姿态和地理位置发生变化，会使天线的指向偏离卫星，造成通信中断。为了能达到最佳通信效果，必须对载体的这些变化进行隔离，使天线始终对准卫星。

自跟踪接收系统将天线馈源处接收到的射频微弱信号放大、变频、滤波及角误差(包括方位误差和俯仰误差)检测，并把角误差信号传入跟踪滤波器，通过稳健的跟踪滤波算法实现对卫星目标位置的准确预测，控制天线波束对准目标信号［1］，实现对目标信号的自动跟踪，最终使双向微波综合信道达到最佳的通信效果。

1 系统方案

如图1所示，天线波束自跟踪系统架构设计，采用单脉冲跟踪方式［2］，利用接收阵列接收到的信号完成对通信卫星的连续跟踪，并控制发射波束自动指向卫星方向。图中(φ，θ，φ)分别代表载体方位角、俯仰角和横滚角。

图1 天线波束自跟踪系统架构图

为实现基于相位比较的单脉冲跟踪，需将接收阵列划分成若干个子阵，这里按最小子阵数设计，划分成4个2×4的子阵。各天线单元的信号合成4个子阵，进行4路模数(A/D)变换，得到的基带数字信号在接收信号处理部分形成和波束，得到的和波束接收信号通过信号输出端，送给解调、解码分系统。同时，在图1中的接收信号处理部分采用比相法提取出角度误差信息，送入数字波束定向系统进行跟踪滤波运算，得到波束指向控制的跟踪滤波结果，处理过程中将利用运动平台主机送达的平台姿态角信息，完成单脉冲闭环跟踪处理，实时调整收发阵列波束指向，确保收发天线波束一直对准卫星方向。……