基于VLBI的上行组阵标校技术研究

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1、第34卷第3期2015年6月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．34No．3June2015引用格式：刘佳，史学书，李俊强，等．基于VLBI的上行组阵标校技术研究[J]．飞行器测控学报，2015，34(3)：224—229．LiuJia，ShiXueshu，LIJunqiang，eta1．CalibrationofuplinkarraysusingVLBI[J]．JournalofSpacecraftTT＆CTechnology，2015，34(3)：224—229．基于

2、VLBI的上行组阵标校技术研究’刘佳1，史学书2，李俊强1，于国年1(1．西安卫星测控中心·西安·710043；2．装备学院·北京·101416)摘要：天线组阵能否完全替代大口径天线有一个关键性难题，就是天线阵是否支持上行链路组阵。深空航天器无法将不同地面天线的上行信号对齐，所以上行链路信号的调整必须在地面完成。针对上行组阵发射机相位调整问题，提出一种基于VLBI(VeryLongBaselineInterferometry，甚长基线干涉测量)技术的接收模式天线上行组阵标校方案，并对标校精度进行了简要分析。将上行链路时延分

3、解为几何时延和发射系统时延，建立了几何时延模型，通过标定接收时延和发射时延，便可以得到天线阵元间的相位标校值。理论分析结果表明，该方案具有一定的可行性，对上行组阵相位标校的研究具有一定的借鉴意义。关键词：上行组阵；VLBI；相位标校；深空探测中图分类号：V556．6文献标志码：A文章编号：1674—5620(2015)03一0224一06DoI：10．7642／i．issn．1674—5620．2015一03—0224一06CalibrationofUplinkArraysUsingVLBILIUJial，SHIXuesh

4、u2，LIJunqian91，YUGuonianl(1．Xi’anSatelliteContr01Center，Xi’an710043；2．TheAcademyofEquipment，Be玎ing101416)Abstract：Whetheranantennaarraysupportsuplinkarrayisakeyissueforthetotalreplacementofa1argeapertureantennawithantennaarray．Adjustmentsofuplinksignalshavetobedon

5、eongroundasitisnotpossiblefordeepspacespacecrafttoalignuplinksignalsofdifferentgroundantennas．Aschemeofreceivemodeuplinkarraycalibra—tionbasedonVLBIisproposedtoperformphaseadjustmentsofuplinkarraytransmitter，andthecalibrationaccu—racy’isanalyzedbriefly．Theuplinkde

6、layisdecomposedintogeometricdelayandtransmitsystemdelay，andageo—metricdelaymodelisestablished．Thephasecalibrationvaluebetweenantennaarrayelementscanbegotthroughcalibrationofreceivedelavandtransmitdelav．Thetheoreticalanalvsisresultsshowthattheschemehascertainfea—si

7、bilityandsignificancetostudyofuplinkarraycalibration．Keywords：uplinkarray；VeryLongBaselineInterferometry(VLBI)；phasecalibration；deepspaceexploration0引言随着深空科学探测任务的增加，深空航天器和地球之间的远程通信数据量将急剧增长，巨大的路径损耗是限制数据传输率提高的主要因素。目前，除了增大天线口径和减小接收系统噪声温度外，发展天线组阵技术是一条很有前瞻性的解决途径。所谓天线组阵

8、技术，就是利用分布在不同地点的多个天线组成阵列，接收来自同一深空探测器的信号，通过对信号加权合成提高接收信噪比，以及向深空探测器同步发射信号，通过空间辐射场强相干叠加来提高上行发射功率。上行组阵原理与下行组阵相同，都是通过相位对齐然后相加来实现信号能量的增强，只是信*收稿日期：2014一07—10；修回