基于中高空無(wú)人機(jī)的遙測(cè)中繼系統(tǒng)研究

(中國(guó)人民解放軍 92941部隊(duì)，遼寧 葫蘆島 125001)

0 引言

當(dāng)前，對(duì)高速移動(dòng)目標(biāo)實(shí)施遙測(cè)任務(wù)的主要平臺(tái)有遙測(cè)地面站、遙測(cè)船載站以及遙測(cè)機(jī)載站等。遙測(cè)地面站和遙測(cè)船載站受視距影響較大，對(duì)低空目標(biāo)作用距離短，對(duì)于大航程低空目標(biāo)的全程測(cè)量需要布置多個(gè)測(cè)控站采用接力方式進(jìn)行保障，保障設(shè)備數(shù)量需求多，保障難度較大；采用遙測(cè)機(jī)載站方式，可以通過(guò)升空解決視距限制，提高對(duì)低空目標(biāo)的跟蹤距離，是對(duì)大航程低空目標(biāo)跟蹤的有效方式，但飛機(jī)建設(shè)、飛機(jī)改造和單次使用成本均較高，且遙測(cè)機(jī)載站接收到的數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)處理，時(shí)效性較差。

固定翼無(wú)人機(jī)技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，在戰(zhàn)場(chǎng)偵查、情報(bào)收集、遠(yuǎn)程打擊中發(fā)揮了重要作用。可以作為遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備平臺(tái)，通過(guò)和遙測(cè)地面站的搭配使用，提高對(duì)遠(yuǎn)程低空目標(biāo)的遙測(cè)能力。使用中高空固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)量具有多個(gè)特點(diǎn)：一是覆蓋范圍廣，中高空固定翼無(wú)人機(jī)一般可在7 000～14 000 m高度飛行，可以極大的提高遙測(cè)系統(tǒng)覆蓋范圍，可達(dá)近400公里。以2018年珠海航展的無(wú)人機(jī)為例，翼龍-II無(wú)人機(jī)飛行高度可達(dá)9 000 m，彩虹7無(wú)人機(jī)巡航高度可達(dá)9 000～13 000 m，云影無(wú)人機(jī)巡航高度可達(dá)14 000 m。二是留空時(shí)間長(zhǎng)，固定翼無(wú)人機(jī)動(dòng)輒幾十個(gè)小時(shí)的連續(xù)飛行時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了有人測(cè)控飛機(jī)的留空時(shí)間。翼龍-II無(wú)人機(jī)持續(xù)飛行時(shí)間可達(dá)20多小時(shí)，彩虹5無(wú)人機(jī)持續(xù)飛行時(shí)間可達(dá)40小時(shí)，云影無(wú)人機(jī)持續(xù)飛行時(shí)間可達(dá)6小時(shí)。三是與傳統(tǒng)遙測(cè)機(jī)載站相比，中繼轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)量系統(tǒng)體積小、重量輕、加裝方便。傳統(tǒng)測(cè)控飛機(jī)需要使用機(jī)艙內(nèi)空間加裝大量的測(cè)控裝備、操控臺(tái)和相關(guān)人員保障設(shè)施，遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)只需保留其中的天線、數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)和配套保障系統(tǒng)即可，可以大大減小體積和重量。四是使用成本低、保障簡(jiǎn)單。相比較有人飛機(jī)的飛行條件和保障設(shè)施、無(wú)人飛機(jī)具有價(jià)格便宜、運(yùn)行維護(hù)成本低、起降要求簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。因此，固定翼無(wú)人機(jī)是一種性能優(yōu)異、值得研究的新型遙測(cè)中繼平臺(tái)。五是可以與現(xiàn)有遙測(cè)地面站、遙測(cè)船載站配合接力使用，提高現(xiàn)有裝備的使用效益。

本文第一部分簡(jiǎn)要介紹提出基于固定翼無(wú)人機(jī)的遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)背景，并簡(jiǎn)要分析了該技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)；第二部分對(duì)組成該系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、遙測(cè)中繼系統(tǒng)、遙測(cè)地面站三大部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹；第三部分對(duì)該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)技術(shù)、無(wú)人機(jī)平臺(tái)選型設(shè)計(jì)、相控陣天線選擇和設(shè)計(jì)、中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式設(shè)計(jì)以及相控陣天線自跟蹤技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了初步分析，并簡(jiǎn)要給出了解決思路。

1 基于中高空無(wú)人機(jī)的遙測(cè)中繼系統(tǒng)設(shè)計(jì)

無(wú)人機(jī)遙測(cè)中繼系統(tǒng)主要由無(wú)人機(jī)平臺(tái)、遙測(cè)中繼設(shè)備、遙測(cè)地面站三大部分組成，工作示意圖如圖1所示。

圖1 基于無(wú)人機(jī)的中繼測(cè)控系統(tǒng)工作示意圖

以下分別對(duì)三個(gè)部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.1 無(wú)人機(jī)平臺(tái)

無(wú)人機(jī)平臺(tái)包括無(wú)人機(jī)和地面控制設(shè)備?？梢愿鶕?jù)實(shí)際任務(wù)需求，選取市場(chǎng)現(xiàn)有的中高空無(wú)人機(jī)進(jìn)行加改裝實(shí)現(xiàn)。無(wú)人機(jī)作為遙測(cè)中繼系統(tǒng)的飛行平臺(tái)，需要具備一定重量的承載能力和任務(wù)載荷空間；需要為遙測(cè)中繼系統(tǒng)提供供電保障、并為遙測(cè)中繼系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)位置、姿態(tài)信息；需要根據(jù)無(wú)人機(jī)外形進(jìn)行遙測(cè)天線設(shè)計(jì)和加改裝。

1.2 遙測(cè)中繼系統(tǒng)

遙測(cè)中繼設(shè)備安裝在無(wú)人機(jī)平臺(tái)，主要由遙測(cè)接收天線、遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備、遙測(cè)發(fā)射天線、航姿測(cè)量設(shè)備等組成。系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 遙測(cè)中繼系統(tǒng)組成示意圖

1.2.1 遙測(cè)接收天線

用于接收導(dǎo)彈發(fā)出的遙測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)，采用相控陣天線方式，安裝在飛機(jī)頭部和下部，搭接完成對(duì)目標(biāo)的遙測(cè)接收任務(wù)。根據(jù)無(wú)人機(jī)選型情況，無(wú)人機(jī)頭部方向可以采用二維掃描相控陣加透波天線罩防方式，機(jī)體下部采用一維或者二維掃描相控陣天線方式實(shí)現(xiàn)。

1.2.2 遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)處理系統(tǒng)

由一體化綜合射頻系統(tǒng)組成，用于接收天線發(fā)送的射頻信號(hào)，采用中頻轉(zhuǎn)發(fā)的方式將遙測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)為另一個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。系統(tǒng)接收相控陣天線的遙測(cè)射頻信號(hào)，進(jìn)行低噪聲放大、濾波、下變頻、AGC放大和分路，其中一路依次完成射頻(f1)放大、射頻(f1)濾波、下變頻、中頻濾波、AGC放大、分路、中頻濾波放大、上變頻、射頻(f2)濾波、放大，隨后再經(jīng)功率放大和收阻濾波輸出給遙測(cè)發(fā)射天線。另一路信號(hào)進(jìn)入數(shù)據(jù)記錄器進(jìn)行記錄，可用于事后處理。

1.2.3 遙測(cè)發(fā)射天線。

用于將轉(zhuǎn)發(fā)后的遙測(cè)信號(hào)重新向地面設(shè)備發(fā)送。天線可以采用全向微帶天線方式，具有體積小、功率低、安裝便捷的特點(diǎn)。

1.2.4 航姿測(cè)量設(shè)備。

航姿測(cè)量設(shè)備主要由捷聯(lián)慣性測(cè)量組合和天線GNSS等組成，實(shí)時(shí)、高精度測(cè)量載體的位置、速度及姿態(tài)等，用于為系統(tǒng)跟蹤目標(biāo)提供支持。當(dāng)無(wú)人機(jī)位置姿態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)精度滿足遙測(cè)中繼系統(tǒng)跟蹤需求時(shí)，也可直接使用無(wú)人機(jī)的位置姿態(tài)信息數(shù)據(jù)。

1.3 遙測(cè)地面站

遙測(cè)地面站用于對(duì)中繼遙測(cè)系統(tǒng)發(fā)送的目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行接收處理。采用現(xiàn)有遙測(cè)地面站或遙測(cè)艦載站即可完成，不需重復(fù)建設(shè)。

2 基于中高空無(wú)人機(jī)的中繼測(cè)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

基于中高空無(wú)人機(jī)的中繼測(cè)控系統(tǒng)是一種新的測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求和作用距離分析確定無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行高度和速度，確定無(wú)人機(jī)平臺(tái)的選型；然后根據(jù)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行參數(shù)和空間、載荷、供電等能力，確定系統(tǒng)需達(dá)到的體積、重量、功耗等總體約束條件；進(jìn)而完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，形成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案和無(wú)人機(jī)平臺(tái)加裝方案。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)時(shí)需要重點(diǎn)解決解決無(wú)人機(jī)選型及加改裝、遙測(cè)接收天線設(shè)計(jì)、中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì)等若干關(guān)鍵技術(shù)，以下給出幾個(gè)核心關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 無(wú)人機(jī)平臺(tái)選型

為了完成對(duì)目標(biāo)的跟蹤測(cè)量，需要根據(jù)測(cè)量需求合理確定無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行高度。設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合分析被跟蹤目標(biāo)的飛行高度、飛行距離和飛行速度，計(jì)算出需完成測(cè)量的任務(wù)包絡(luò)，再根據(jù)測(cè)任務(wù)包絡(luò)確定無(wú)人機(jī)的最低飛行高度和飛行速度，并最終完成無(wú)人機(jī)平臺(tái)的選型。

國(guó)際通用遙測(cè)系統(tǒng)采用S頻段微波信號(hào)，其作用距離主要受到無(wú)線電視距影響和鏈路電平的限制。無(wú)線電視距是指在發(fā)射和接受天線之間保持無(wú)障礙通信的最大距離，它與地球曲率、大氣折射、地面反射、氣候、地形等諸多因素有關(guān)。在沒(méi)有地形地物遮擋的情況下，可以僅考慮地區(qū)曲率的影響進(jìn)行計(jì)算，公式為：

(1)

式中，h1，h2分別為發(fā)射天線和接收天線的海拔高度，單位為m；R為視距距離，單位為km。根據(jù)公式可以得到被測(cè)目標(biāo)與中繼測(cè)量系統(tǒng)無(wú)線電視距和目標(biāo)飛行高度的關(guān)系，也可得出中繼測(cè)量系統(tǒng)與地面測(cè)控站之間的距離和飛行高度的關(guān)系。根據(jù)此公式，在確定測(cè)控目標(biāo)的飛行包絡(luò)，地面測(cè)控站擬選位置后，可以確定出最小視距，從而可以得出無(wú)人機(jī)平臺(tái)的最低飛行高度。

無(wú)人機(jī)平臺(tái)選型時(shí)，還需考慮無(wú)人機(jī)速度對(duì)測(cè)量的貢獻(xiàn)率。無(wú)人機(jī)飛行速度越快，速度對(duì)跟蹤距離的貢獻(xiàn)率越大，跟蹤目標(biāo)的時(shí)間越長(zhǎng)，當(dāng)無(wú)人機(jī)飛行速度不小于被測(cè)目標(biāo)飛行速度時(shí)，無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行全程伴隨測(cè)量。

影響無(wú)人機(jī)平臺(tái)的主要參數(shù)包括無(wú)人機(jī)飛行的高度、速度、載荷空間和重量等因素。這些參數(shù)主要由無(wú)人機(jī)的尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)類型決定?？捎糜诔休d中繼測(cè)控系統(tǒng)的中高空固定翼無(wú)人機(jī)主要采用活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)或燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。通常中高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)采用活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)，具有燃油經(jīng)濟(jì)效能高、飛行時(shí)間長(zhǎng)、飛行高度適中、飛行速度慢等特點(diǎn)。該類型無(wú)人機(jī)巡航高度一般為3 000～9 000 m，巡航速度一般為150～250 km/h。高空無(wú)人機(jī)一般采用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，具有飛行時(shí)間長(zhǎng)、飛行高度高、飛行速度快等特點(diǎn)。該類型無(wú)人機(jī)飛行巡航高度一般為10 000 m以上，巡航速度一般可達(dá)400～600 km/h。無(wú)人機(jī)尺寸和載荷能力為正比例關(guān)系，無(wú)人機(jī)體積越大，可承載的載荷空間和重量越大。一般中大型無(wú)人機(jī)的載荷能力可以達(dá)到150～400 kg，有些甚至可以達(dá)到1 000 kg。這里列舉幾型無(wú)人機(jī)供參考使用。

無(wú)人機(jī)型號(hào)彩虹-4B翼龍-II云影翼展18m20.5m17.8m載荷能力350kg480kg400kg飛行高度7000m9000m14000m最大速度180km/h370km/h620km/h最大航程3500km4000km約3000km續(xù)航時(shí)間30h20h6h起飛重量1330kg4200kg3000kg說(shuō)明:數(shù)據(jù)來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)公開報(bào)道

2.2 相控陣天線選擇設(shè)計(jì)和仿真分析

2.2.1 相控陣天線選擇和設(shè)計(jì)

中繼測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，高增益天線是影響系統(tǒng)測(cè)控能力的核心指標(biāo)、是影響系統(tǒng)體積和重量的核心內(nèi)容，對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)選型和加改裝具有十分重要的意義。因此在完成無(wú)人機(jī)選型后，應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行系統(tǒng)天線的設(shè)計(jì)工作。

測(cè)控系統(tǒng)分析時(shí)，作用距離公式一般可以采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

(2)

綜合考慮系統(tǒng)使用的載荷約束、大掃描角度跟蹤等要求，基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的中繼測(cè)控系統(tǒng)可以采用數(shù)字相控陣天線模式，在實(shí)現(xiàn)高增益的同時(shí)，采用相位控制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控目標(biāo)的跟蹤。無(wú)人機(jī)通常處于被跟蹤目標(biāo)上方，對(duì)飛行在其下方或者側(cè)下方的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。相控陣天線主要覆蓋無(wú)人機(jī)前下方、下方或側(cè)下方。為減少對(duì)無(wú)人機(jī)氣動(dòng)布局和飛行性能的影響，根據(jù)無(wú)人機(jī)機(jī)身形狀和載荷空間，可以采取兩種天線加裝方式。一種是將天線加裝在無(wú)人機(jī)內(nèi)部，并在天線外部加裝透波天線罩；另一種是將天線加裝在無(wú)人機(jī)機(jī)身外部，采用共型天線直接貼裝在無(wú)人機(jī)蒙皮上。通常無(wú)人機(jī)在頭部設(shè)置有任務(wù)載荷空間，機(jī)身頭部可以采用二維相控陣掃描天線+透波天線罩方式，完成對(duì)前下方范圍的覆蓋；無(wú)人機(jī)機(jī)身面積較大，可以在無(wú)人機(jī)機(jī)身下方和側(cè)下方采用與機(jī)身共型的一維相控陣掃描天線方式，完成對(duì)無(wú)人機(jī)下方或側(cè)下方范圍的覆蓋。典型條件下、系統(tǒng)天線覆蓋范圍如圖3所示。

圖3 無(wú)人機(jī)中繼測(cè)控系統(tǒng)天線威力覆蓋范圍示意圖

2.2.2 相控陣天線仿真分析

無(wú)人機(jī)頭部空間小，對(duì)天線尺寸限制大，重點(diǎn)對(duì)無(wú)人機(jī)頭部安裝的二位相控陣掃描天線和天線跟蹤不同碼率典型目標(biāo)威力進(jìn)行仿真計(jì)算和分析?？梢缘贸?，當(dāng)采用直徑600 mm圓形二維相控陣掃描天線時(shí)，低碼率遙測(cè)中繼威力可以與無(wú)人機(jī)對(duì)低空目標(biāo)的通視距離基本相當(dāng)。相控陣天線法向和30°掃描方向的方向圖仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 相控陣天線仿真方向圖

相控陣天線對(duì)不同碼速率目標(biāo)跟蹤威力仿真計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

圖5 相控陣天線對(duì)不同碼率目標(biāo)跟蹤威力圖

2.3 中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式設(shè)計(jì)

遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)裝備的轉(zhuǎn)發(fā)體制可分為透明轉(zhuǎn)發(fā)和再生轉(zhuǎn)發(fā)兩種。透明轉(zhuǎn)發(fā)是轉(zhuǎn)發(fā)器通過(guò)濾波、變頻、放大等手段，對(duì)接收的弱信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)，最終轉(zhuǎn)發(fā)至末端接收設(shè)備，整個(gè)過(guò)程只是頻譜搬移，無(wú)信號(hào)處理過(guò)程；再生轉(zhuǎn)發(fā)則是轉(zhuǎn)發(fā)器先解調(diào)接收信號(hào)，再將解調(diào)信息按終端需求的格式調(diào)制后輸出。透明轉(zhuǎn)發(fā)方式簡(jiǎn)單，成本較低，對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)格式無(wú)要求。轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲與轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)復(fù)合，影響末端接收性能；透明轉(zhuǎn)發(fā)器無(wú)信號(hào)處理設(shè)備，不能作為空基測(cè)控站使用。再生轉(zhuǎn)發(fā)從邏輯上等效為兩套收發(fā)設(shè)備，需要增加信號(hào)處理設(shè)備，對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)格式有要求，相對(duì)復(fù)雜，成本較高。但是再生轉(zhuǎn)發(fā)形式轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲不會(huì)傳遞至末端接收，可有效提高鏈路距離；再生轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備可以作為空基測(cè)控站使用；

一般在滿足測(cè)控距離的條件下，可以采用透明轉(zhuǎn)發(fā)的方式，以降低系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，減小系統(tǒng)重量和空間。無(wú)人機(jī)載中繼測(cè)控系統(tǒng)具體中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式需要根據(jù)實(shí)際任務(wù)需求、設(shè)備復(fù)雜度、無(wú)人機(jī)載荷重量和空間約束以及效費(fèi)比等方面綜合考慮設(shè)計(jì)。

2.4 微系統(tǒng)技術(shù)

根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)需求，中繼測(cè)控系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)遙測(cè)接收、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)、位置、航向、姿態(tài)測(cè)量、系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)采集等功能，系統(tǒng)功能較多，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，載荷重量直接影響無(wú)人機(jī)平臺(tái)的選型與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，對(duì)載荷的尺寸重量等提出了異常苛刻的要求，因此需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要采用微系統(tǒng)技術(shù)對(duì)載荷進(jìn)行綜合化、輕量化、小型化設(shè)計(jì)。在結(jié)合芯片化、微組裝等微系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，首先采用理論模型、仿真優(yōu)化和測(cè)試驗(yàn)證三者的有機(jī)結(jié)合的方案開展，重點(diǎn)基于立體互聯(lián)微組裝集成工程化技術(shù)，采用三維SiP封裝技術(shù)，將射頻前端進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模塊化封裝，然后與基帶采集處理系統(tǒng)模塊、天線進(jìn)行集成，這種封裝集成方案可極大的縮短天線到基帶采集處理模塊的距離，使信號(hào)處理模塊要盡可能的靠近天線，這種集成方式可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、降低能耗、提高系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)了射頻系統(tǒng)小型化，輕量化設(shè)計(jì)的要求。

2.5 相控陣天線自跟蹤技術(shù)

快速穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)是中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，運(yùn)動(dòng)中跟蹤的實(shí)現(xiàn)，依賴慣導(dǎo)的位置姿態(tài)信息，雷達(dá)波控機(jī)在引導(dǎo)方式下工作時(shí)，接收慣導(dǎo)發(fā)送的位置姿態(tài)信息，解算出目標(biāo)相對(duì)于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的方位俯仰角(簡(jiǎn)稱甲板角)，并將甲板角作為引導(dǎo)指令角引導(dǎo)飛機(jī)指向。

在正常情況下，雷達(dá)波控機(jī)在無(wú)人值守狀態(tài)下工作，自動(dòng)尋找目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，因此需要一套完善的自動(dòng)工作算法流程，稱作自動(dòng)任務(wù)模式，自動(dòng)任務(wù)模式要實(shí)現(xiàn)天線伺服系統(tǒng)在自跟蹤狀態(tài)、數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)、搜索狀態(tài)之間的智能切換。優(yōu)先級(jí)順序是自跟蹤狀態(tài)優(yōu)先于數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)，數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)優(yōu)先于搜索狀態(tài)。

天線首先處于等待點(diǎn)等待目標(biāo)出現(xiàn)，若滿足自跟蹤條件，則系統(tǒng)自動(dòng)切入自跟蹤狀態(tài)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤；若不滿足自跟蹤條件，但是數(shù)字引導(dǎo)信息有效，滿足數(shù)字引導(dǎo)條件，則系統(tǒng)自動(dòng)切入數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤；若不滿足自跟蹤條件，并且數(shù)字引導(dǎo)信息無(wú)效，則系統(tǒng)自動(dòng)切入搜索狀態(tài)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。為了防止在臨界點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)在自跟蹤狀態(tài)和數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)或搜索控制狀態(tài)之間反復(fù)切換，自跟蹤狀態(tài)的判據(jù)應(yīng)加入滯回區(qū)間。在自動(dòng)任務(wù)模式下，波控機(jī)可以在數(shù)字引導(dǎo)狀態(tài)或者搜索狀態(tài)下穩(wěn)定過(guò)渡到自跟蹤狀態(tài)。

為了確保實(shí)際跟蹤效果，也可以考慮加入遠(yuǎn)控模式，對(duì)波控機(jī)的工作方式進(jìn)行人工干預(yù)。遠(yuǎn)控計(jì)算機(jī)通過(guò)監(jiān)控鏈路對(duì)電子吊艙內(nèi)波控機(jī)下發(fā)各種工作方式指令，如自跟蹤、數(shù)字引導(dǎo)、程序控制、搜索和定點(diǎn)指向等，波控機(jī)根據(jù)遠(yuǎn)控計(jì)算機(jī)下發(fā)的指令工作，并將工作方式和實(shí)時(shí)角度信息反饋至遠(yuǎn)控計(jì)算機(jī)顯示。

通過(guò)以上自動(dòng)任務(wù)模式和遠(yuǎn)控方式，可以保證機(jī)載相控陣天線的穩(wěn)定跟蹤。

3 小結(jié)

本文在對(duì)現(xiàn)有主要遙測(cè)地面站特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合遙測(cè)需求，提出了一種基于中高空無(wú)人機(jī)平臺(tái)的新的遙測(cè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，給出了系統(tǒng)的主要組成，簡(jiǎn)要分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)選型設(shè)計(jì)、相控陣天線選擇和設(shè)計(jì)、中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式設(shè)計(jì)以及相控陣天線自跟蹤技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了初步分析，并給出了解決思路，后續(xù)將開展深入研究，以期此模式盡快得以工程應(yīng)用。