和差极化方式不同导致跟踪相位突变的理论分析周阳辉ppt课件

和差极化方式不同导致跟踪相位突变的实际分析通讯 周阳辉1 问题的引出 921-07义务中，卫通初次运用60E星圆极化B转发器。出现如下问题：和差通道均切换为B极化方式，方位和俯仰中一直有一路信号极性反相。和差通道极化方式不一致的方式，随着地理位置的变化，相位值发生了改动。三个问题亟待原理上的推导：我船模拟接纳机对B极化方式校相，两轴误差信号反相缘由。采用数字接纳机跟踪B极化方式正常，它和模拟接纳机有何区别？和差通道极化方式不一致时，相位值发生突变的缘由。2 原实际述2.1 误差信号表示垂直轴水平轴卫星(方位误差)（俯仰误差）cossin 当足够小时，天线偏离的大小可以近似表示为，我们可以得到方位和俯仰的误差电压可以分别表示为：方位误差信号UAZ=Kj cos，2.1俯仰误差信号UEL=Kj sin，2.2其中Kj 为相应的增益调理系数。2.2 差模跟踪原理 单脉冲单信道跟踪原理，主要利用了馈源波导中主模和差模电磁场的天线方向图。更确切地说，差模跟踪利用了天线偏离角度极小时，和信号激起的主模幅度根本不变化，差模信号幅度线性正比于偏离角度，且以角度作为极性特性。和差信号可以表示为：E=bcost 2.3 E=bcos(t+)2.42.3 单通道接纳机 单通道跟踪接纳机将差信号经过调制或混频等变换，抑制掉原有频率分量。然后将和、差信号加在一同，经过一个通道传输、变换、解调，构成单通道接纳机。优点：是合成后的信号在一个通道内传输，和信号和差信号传输时同样放大、同样变频、产生同样时延。(和、差信号的相对相移不变)LNA 0/LNA 放大、变频、锁相 参考本振 PD1 同步检波1 PD2 同步检波2 CLOCK cu2eUAUEu1/2移相模拟接收机原理移相器3 问题分析3.1 坐标系和公式的重新建立 大部分参考书运用的和差信号表达式。不具有普通性。岗位人员初步推导时，利用上述表达式，无法突破实际局限，找不出相位变化的缘由。图4是我们重建的复平面大地坐标系，它将信标的极化变化形状完好的表达出来。图4 馈源喇叭接纳信标矢量分解图 由此我们可以得到线极化信标和分解的两圆极化信标的表达式分别为：E线=bcost ej 3.1E左圆=be-jt ej1 3.2E右圆=bejt ej2 3.33.2 实际分析3.2.1 两轴极性相反的缘由 在合路网络前的和差信号分别为：E=kbcos-t+1+1 3.4 E=kbcos(-t+1+2)3.5 差信号经过方波调制后与和信号相加，合成后的信号放大、变频、锁相后，变为频率1t的中频信号。锁相环将频率、相位锁定于和信号，得到用于解调的参考源输出信号。经过移相和反相后的参考源规范信号信号分别为：U1(t)=cos(1t11+U2(t)=sin(1t11+)其中，前项相乘，一项为直流项，一项为高频分量，均不含有误差信号，因此可以方便的滤除；后两项相乘，并滤除高频分量为 kbcos(+2-1，将=1-2代入，由此可得：U1(t)(E+E)=kbcosC(t)同理：滤除高频分量和直流项后，U2(t)(E+E)=kbsinC(t)解出的信号再进入同步检波器，滤除方波可得：方位误差信号UAZ=kbcos俯仰误差信号UEL=-kbsin 大多数数字接纳机，它的每一路都有移相器，或者反相器，可以智能的实现信号极性的反转，大卫通模拟接纳机只需一个可调移相器，这导致它不能分别调整两轴相位。针对此缺陷，921-07义务中我们设计了如下方案：原输出为：俯仰误差信号UEL=-kbsin 3.13 方位误差信号UAZ=kbcos 3.14 首先将接纳机送至的模拟误差信号Ua，Ue的接线互换，两轴的误差信号转变为：UEL=kbcos 3.15 UAZ=-kbsin 3.16 然后经过接纳机相位值的调整，即减小90来完成到正确形状的转换得到：UEL=kbcos-90=kbsin 3.17UAZ=-kbsin-90=kbcos 3.183.2.2 相位突变的缘由 运用和差通道极化方式不一样的方式校相时，和信号选B极化，差信号选A极化，在合路网络前的和差信号分别为：E=kbcos-t+1+1 3.19E=kbcos(t+2+2)3.20 推理过程如上，最后得到：是移相器移相值，移相时必需满足：=1+2+1+2=2+1+2 由上可知，接纳机的移相值不但与和差通道的相位差有关，还与线极化信标的极化有关。由于极化角随着地理位置的变化而变化，呵斥模拟接纳机相位突变。3.2.3 实际和实测数据误差的缘由 极化角计算公式为 ，在江阴码头=55o，在突变点=83o，由式3.23可以得到相位突变实际值=2=283-55=56o，与实测相位变化值有24o左右的误差。tgsinarctg 对于这一误差，有人以为属于系统误差。我们以为脱漏了一项变量是实际与实测不符的重要缘由。当旋向不同的和差信号进入后，它们的相位差是反向变化，这比同向变化的双通道接纳机的性能恶化更严重。图6是和差通道相位差的简易表示图，图6 和差通道相位差表示图 将因数代入公式3.19、3.20可得到：E=kbcos-t+1+1+E=kbcos(t+2+2+)所以：=2+1+2+2 1、2由于路程较短，电缆较少，可以为近似不变。合路后端的相位由于电缆较长天线到机房、设备较多、运算环节较多，温度、湿度等要素都会产生较大影响。设两地的相位分别为和，由式3.23得相位变化量为：=2+2-。其中，2-就是实测和实际的误差所在，由此实际和实测得到了圆满的一致。这也再次阐明变量不可随便省略。谢谢大家