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测控天线射电星角度标校方法分析

张垚;全录贤;洪宇;王巧;李玉暄

【摘要】通过对常见射电源辐射特性进行梳理,分析了星体角径、空域分布及天线

口径对角度标校的影响,提出了确定目标星体中心点的天线扫描方法以及天线和差

电轴不一致性补偿方法,利用最小二乘法完成角度轴系误差修正系数的解算,并采用

不同频段、不同口径天线进行射电星无塔角度标校的测试验证,检验了该方法的适

用性和有效性.%Accordingtoradiationcharacteristicsofmajorradio

source,thispaperanalyzestheinfluenceofstarsanglediameter,airspace

distributionandtheantennacaliberonanglecalibration,proposesthe

antennascanmethodofdeterminingtargetstarcenterpointand

compensationmethodofantennaandpoorelectricaxis

inconsistency,completesthesolutiontoangleaxiserrorcorrectionfactor

basedonleastsquaremethod,andusesdifferentbandanddifferent

caliberantennatoperformtowerlessanglecalibrationtestvalidationfor

radiostar.Theresulthasprovedtheapplicabilityandeffectivenessofthe

method.

【期刊名称】《电讯技术》

【年(卷),期】2017(057)004

【总页数】6页(P474-479)

【关键词】测控天线;射电源;角度标校;无塔标校;波束中心;误差模型

【作者】张垚;全录贤;洪宇;王巧;李玉暄

【作者单位】西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室,西安710043;西安卫

星测控中心宇航动力学国家重点实验室,西安710043;西安卫星测控中心宇航动力

学国家重点实验室,西安710043;西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室,西

安710043;西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室,西安710043

【正文语种】中文

【中图分类】TN820

随着航天测控技术的发展，测控天线的口径更大，工作频段更宽，使用频率更高，

要满足不同测控任务的测量精度要求，给角度标校工作带来了较大压力。目前，我

国已建成的66m和35m的深空测控天线涵盖S、X、Ka多个频段，与此同时，

随着天线组阵技术、Ka频段中小口径天线等技术的发展，采用建设标校塔的方式

已不能满足天线阵或中小口径天线远场标校需求。

近年来，科研人员在射电源标校法、卫星标校法以及无人机标校法等无塔标校理论

与测试验证方面做了许多工作，取得了不少成果。特别是射电源标校法已在大口径

天线上成功应用，但受太阳、月亮等星体角径过大，中、小口径天线接收射电源辐

射流量偏小等因素，该技术的推广应用困难，需要从射电源的辐射特性分析着手，

摸索出适应中、小天线口径的角度标校方法。

针对上述问题，本文通过对不同射电源的辐射分析，分别从星体角径、空域分布、

天线口径以及和差电轴不一致等多个方面对射电星标校的影响程度进行研究，提出

了基于函数拟合与十字扫描相结合的目标中心确定方法以及基于最小二乘的角度误

差模型解算方法，并通过实际测试检验了方法的有效性。

射电源[1]是“宇宙射电源”的简称，亦即有射电辐射的天体或局部天区。射电星

是有连续谱射电的恒星或恒星状天体。目前，宇宙中已测到的射电源有3万多个，

太阳、月亮以及金星和火星等行星也是射电源，但绝大多数射电源的辐射信号很微

弱，可满足并用于射电星标校的射电源并不多，需要对其辐射特性进行分析，掌握

辐射流量与射电源类型、频段等因素之间的关联关系。

2.1恒星辐射特性

恒星辐射的信号为宽带噪声信号，其流量密度随频率增高而减弱。根据常用于天线

标校及测试的几个强射电星流量特性[1],恒星的流量密度在低频段很强，可作为低

频段角度标校的首选辐射源。

2.2水脉泽辐射特性

水脉泽星体[2]是一种具有高亮温度、点状结构和很宽的速度覆盖特性的天体物理