可扩充深空天线组阵技术研究与试验验证

摘要

远距离高速通信始终是深空探测活动面临的重大挑战,建设大口径天线在技术上已经接近能力极限.天线组阵技术是将多个天线组成阵列,通过时延对齐、相位修正和权值估计将各个天线接收的信号进行合成,达到提高信噪比(SNR)的目的.该技术可以大大提高接收能力,是在射频范围解决深空测控通信问题的重要途径.其中,基于Sumple算法的全频谱合成(FSC)技术在解调前进行信号合成,能在极低SNR条件下实现最佳的系统性能.为了验证该技术的工程应用可行性,在国家高新技术发展计划支持下,突破微弱信号FSC技术,构建4×12m天线组阵试验系统.2010年10月,成功利用嫦娥二号(CE-2)任务开展天线组阵技术验证试验.试验结果表明,构建的4×12m天线组阵系统能够接收并合成CE-2卫星下行信号,合成效率优于90％.