一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，當天線進入主瓣時，初始化跟蹤算法參數(shù)，確定天線轉(zhuǎn)角初始值，采用MonteCarlo方法產(chǎn)生同步擾動向量；根據(jù)同步擾動隨機逼近算法，處理接收機系統(tǒng)的AGC信號，并通過對含噪音信號的AGC極值尋優(yōu)處理，得到AGC極值時的天線指向角。如果迭代過程達到預先設定的最大迭代次數(shù)，則跟蹤算法終止迭代，天線實現(xiàn)指向AGC極值，實現(xiàn)天線目標的準確跟蹤，具有設備簡單、成本低、跟蹤精度高、快速性好等優(yōu)點。
【專利說明】一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星天線通信領域中的一種快速、高精度、低成本的衛(wèi)星天線自動跟蹤方法。
【背景技術】
[0002]天線系統(tǒng)是衛(wèi)星通信地球站的重要組成部分之一，是實現(xiàn)正常接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號和向衛(wèi)星發(fā)射信號的設備。由于星體的漂移、天線及座架、角度傳感器解調(diào)誤差等原因，天線常常不能對準衛(wèi)星。因此，衛(wèi)星通信地球站通常需要配備天線跟蹤系統(tǒng)，保證天線能夠始終穩(wěn)定可靠地對準衛(wèi)星，實現(xiàn)衛(wèi)星通信站正常工作。
[0003]衛(wèi)星天線自動跟蹤系統(tǒng)包含了計算機控制技術、數(shù)據(jù)采集及信號處理技術、傳感器應用技術、精密機械設計技術、仿真技術、電機伺服控制技術、衛(wèi)星通訊技術等多項技術，是機電一體化、自動控制技術為主體，多個學科有機結合的產(chǎn)物。
[0004]為了能夠使天線自動快速、準確的指向衛(wèi)星，需要采用自動跟蹤算法。當前衛(wèi)星天線自動跟蹤算法中，主要有步進跟蹤、圓錐掃描跟蹤、單脈沖跟蹤等，但是這幾種算法均存在各自的不足之處:(1)步進跟蹤:設備簡單、價格低廉，但跟蹤精度與跟蹤速度之間相互矛盾，跟蹤精度不高；(2)圓錐掃描跟蹤:系統(tǒng)設備簡單，但是饋源永遠偏離拋物面的焦點，天線增益下降；(3)單脈沖跟蹤:跟蹤精度高，但系統(tǒng)設備復雜，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，具有易于實現(xiàn)、算法簡單、尋優(yōu)快速、高精度、成本低廉等特點。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是:
[0007]一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，包括以下步驟:
[0008]S1.天線轉(zhuǎn)動搜索目標，將檢測到的接收機AGC值與設定的AGC門限值進行比較，若接收機AGC值小于AGC門限值，則天線繼續(xù)進行轉(zhuǎn)動以搜索目標；當接收機AGC值大于等于設定的AGC門限值時，天線進入主瓣，執(zhí)行步驟S2 ；
[0009]S2.設定天線指向角的初始值色為天線進入主瓣時的指向角；初始化同步擾動隨
機逼近算法的參數(shù):設定增益序列ak=a/(k+A+l) α和擾動序列ck=c/(k+1) y中的非負系數(shù)
a、C、α、Y、A,其中，k為迭代次數(shù)，k=0, I, 2，…；
[0010]S3.利用MonteCarlo方法產(chǎn)生一個2維隨機擾動向量Ak;
[0011]S4.根據(jù)確定的擾動序列Ck和2維隨機擾動向量Λ k，確定天線在當前天線指向
角元下的同步擾動向量[(4+A.),(4-0,)r，天線分別轉(zhuǎn)動到天線指向角砍+#,)和(,Δ)，并分別采集當前的天線AGC信號，其值分別作為兩個損失函數(shù)測量值ΛΘ, + )和 K 色-CkAk)；[0012]根據(jù)損失函數(shù)測量值少(么+GAf)和-C1A1)，執(zhí)行步驟S5 ；
[0013]S5.由公式
[0014]
【權利要求】
1.一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，其特征在于:包括以下步驟: S1.天線轉(zhuǎn)動搜索目標，將檢測到的接收機AGC值與設定的AGC門限值進行比較，若接收機AGC值小于AGC門限值，則天線繼續(xù)進行轉(zhuǎn)動以搜索目標；當接收機AGC值大于等于設定的AGC門限值時，天線進入主瓣，執(zhí)行步驟S2 ； S2.設定天線指向角的初始值為天線進入主瓣時的指向角；初始化同步擾動隨機逼近算法的參數(shù):設定增益序列ak=a/(k+A+l) α和擾動序列ck=c/(k+1) r中的非負系數(shù)a、C、α、Y、A,其中，k為迭代次數(shù)，k=0, I, 2，…； S3.利用MonteCarlo方法產(chǎn)生一個2維隨機擾動向量Ak； S4.根據(jù)確定的擾動序列Ck和2維隨機擾動向量Ak,確定天線在當前天線指向角4下的同步擾動向量
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，其特征在于:所述步驟S3中，隨機擾動向量Ak為每個元素為根據(jù)Bernoulli分布產(chǎn)生的±1。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于同步擾動隨機逼近算法的天線跟蹤方法，其特征在于:所述步驟S2中，α =0.602，Y =0.101，A為常值，根據(jù)經(jīng)驗選取A <最大預期迭代次數(shù)X 10% ；a為常量，根據(jù)經(jīng)驗選?。籧為常量，根據(jù)經(jīng)驗選取為較小的正數(shù)。
【文檔編號】H01Q3/08GK103715507SQ201310739697
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王迎發(fā), 付強, 閆少雄, 魏英杰 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所