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Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

2021-08-13吴宗清秦明暖严亚龙

宇航学报 2021年6期

洪 宇,吴宗清,门 涛,秦明暖,严亚龙

(1.宇航动力学国家重点实验室,西安 710043;2.中国西安卫星测控中心,西安 710043)

0 引 言

航天测控天线的准确标校是获取在轨航天器高精度测量数据的基础,保证大口径测控天线跟踪精度的重要工作是通过相位校准消除交调影响[1-2]。在航天器进出空间测控和空间操控管理任务中,测控设备按场区有无配置标校塔,可分为两类标校方法:有塔标校和无塔标校。有塔标校[3]方式可操作性强,但受制于工程基建建设,该方法即使能够满足远场条件,但一般仰角较低,易受到周边环境干扰,造成标校误差。无塔标校是指不利用标校塔即可完成设备标校的各类方法,如采用在天线副面架设标校设备、放标定球、指向射电星(大口径)或卫星[4-6]等方式。

随着航天测控技术的发展,Ka频段天线在测控领域已逐步应用[7-8]。Ka频段天线波束较窄、跟踪精度指标要求高,如何开展大口径Ka频段测控天线标校及低轨高动态目标捕获跟踪,是影响新型测控设备效能发挥的关键技术[9-10]。以12 m口径天线为例,由于Ka频段要求的远场测试条件较高,天线远场距离一般需25 km以上,仰角3°时对应的标校塔高度至少需1400 m;即使在1/4远场条件下,仍然需要比天线中心位置高至少350 m的标校塔配合。在没有相应频段卫星配合标校工作时,Ka频段天线的外场指标测试和跟踪相位校准[11-12]较难实现,需采用新的无塔标校方法。

基于以上需求,本文提出了利用无人直升机搭载测控/数传应答载荷构造外部标校环境、开展Ka频段天线测试标校的试验方法,为Ka频段测控天线研制和外场测试提供技术支持和途径。……

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