一种适应大姿态变化的综合孔径热天馈系统

摘要

一种适应大姿态变化的综合孔径热天馈系统，由两个综合孔径热天馈天线和天线控制器组成，综合孔径热天馈天线上下相对安装于飞行器。综合孔径热天馈天线采用多频段共形冷热一体化相控阵设计形式，多频段天线分层内埋至相控阵阵面内，单个综合孔径热天馈天线可完成Ka/Ku、S/C、L频段信号的收发。综合孔径热天馈天线的相控阵阵面层与天线热防护罩一体化综合设计，通过调整相控阵天线参数，可实现对天线幅度、相位修正。天线控制器根据飞行器的位置、姿态信息，得到飞行器和目标的角度和距离，动态调整综合孔径热天馈天线工作的发射、接收阵元数量，同时根据角度信息选出适合通信的综合孔径热天馈天线并完成波束控制。

主权项

一种适应大姿态变化的综合孔径热天馈系统，其特征在于：包括两个综合孔径热天馈天线、天线控制器；两个综合孔径热天馈天线功能完全相同，两个综合孔径热天馈天线上下相对安装在飞行器的机身表面，分别与飞行器的上下机身表面共形、天线控制器位于飞行器舱内；综合孔径热天馈天线采用多频段共形冷热一体化相控阵设计形式，多频段天线分层内埋至相控阵阵面内，包括相控阵阵面层和微带天线层和波控机；相控阵阵面层包括Ka/Ku频段天线，微带天线层包括S/C频段天线、L频段天线；Ka/Ku频段天线的接收阵元位于相控阵阵面层的对角位置，Ka/Ku频段天线的发射阵元均匀分布在相控阵阵面层其余位置，接收阵元和发射阵元同时工作；相控阵天线阵面层与天线热防护罩一体化综合设计，通过调整相控阵天线参数，可实现对天线幅度、相位修正；S/C频段天线、L频段天线采用微带形式，S/C频段天线、L频段天线并列设置于微带天线层的中心，S/C频段天线包括S频段天线和C频段天线，S频段天线和C频段天线共口面，能够同时完成S频段和C频段的信号收发；天线控制器，根据飞行器的位置、姿态信息，利用基于卡尔曼滤波的航迹补偿算法得到飞行器和目标的角度和距离，根据该距离确定综合孔径热天馈天线的发射有效全向辐射功率EIRP和接收优值G/T值，根据发射有效全向辐射功率EIRP和接收优值G/T值确定综合孔径热天馈天线需要工作的发射阵元和接收阵元的数量；根据目标的角度，从两个综合孔径热天馈天线选择出适合通信的一个综合孔径热天馈天线，以及确定指向通信目标的波束角度，将需要工作的发射阵元和接收阵元的数量，以及指向通信目标的波束角度送至波控机；波控机，根据从天线控制器接收的需要工作的发射阵元和接收阵元的数量，计算出Ka/Ku频段天线、S/C频段天线、L频段天线的入口功率，实现天线发射功率的动态调节；同时，波控机根据指向通信目标的波束角度计算出进入Ka/Ku频段天线的阵元的相位信息，通过该相位信息完成天线的波束的合成后，实现综合孔径热天馈天线的波束与通信目标的自动对准。