作为卫星通信的一个重要组成部分,卫星通信移动地球站是卫星通信网络各节点间实现信息传输的不可或缺的环节,是随着卫星通信技术的发展而逐渐发展起来的。随着近几十年的电子技术等各方面的发展,卫星通信地球站从原先庞大的单一的固定站发展到现在,出现了多种多样的轻型、小体积、可移动、功能强大的地球站。卫星通信频带资源有限,近几年开始向宽频带的Ka频段发展,跟踪性能方面也提出了更高的要求。本论文提出了一些新型天线设计方法和跟踪对准算法,目的在于通过合理地设计卫星通信天线的天线、天线的圆锥扫描机械结构、新型的跟踪算法、新型传感器的应用,可使卫星通信移动地球站跟踪更准确、更迅速、性价比更高。本论文提出了一种新型Ka频段卫星通信移动站天线的设计方法,该天线采用溅射板式馈源。论文讨论了如何对副反射面和介质进行赋形。该天线主反射面为环焦抛物面,无支撑杆和馈源遮挡,所以增益高、旁瓣低、驻波较小。论文讲述了该新型溅射板馈源天线的设计原理,推导了相关方程。实测该溅射板馈源天线,电压驻波比及方向图结果与仿真计算基本吻合,表明该天线性能良好,设计方法有效可行。常见的两轴移动式卫星通信便携站跟踪一般采用逐步对星法,本论文提出了改进方法。论文以一种两轴移动式卫星通信站跟踪系统为例,讨论了横摇轴对系统性能的影响,推导了其空间对星三轴补偿方法。该补偿方法即使天线在无方位传感器的情况下,也能快速寻星。论文然后对跟踪误差进行了仿真分析,采用横摇补偿后,在横摇角≤±30°的情况下,系统单次转动方位角就能找到卫星,从而验证了补偿算法的正确性,亦说明了横摇补偿能大大提高初始寻星的效率。旋转主面的圆锥扫描跟踪,转动惯量大,扫描跟踪速度慢。本文介绍了一种采用章动偏焦副面的方式进行圆锥扫描测角跟踪,这种方法无需空心电机、转动惯量小、造价低、方式简单。本论文从理论上分析了天线副面偏焦技术对方向图的影响,推导出了相关公式,在此基础上,设计了一种天线副面偏置的结构形式,介绍了具体的工程实现。性能测试结果表明该项章动副面的圆锥扫描技术跟踪速度快,性能稳定。卫星通信移动地球站如需要精密准确跟踪,一般都采用价格昂贵的能自主指北的惯性导航系统。为降低成本,许多卫星通信移动地球站采用MEMS惯导,但现有的MEMS惯性导航系统无法自主寻北,故而一般情况下,卫星通信移动地球站存在搜索的一维空间模糊问题。针对近两年MEMS技术的发展,论文提出了一种基于低成本MEMS陀螺仪的惯性导航系统。论文着重针对惯导输出的三维指向角,进行了指标比较,并进行了仿真。仿真结果表明,此种基于低成本IMU的惯导系统,仿真输出的指北角误差为9o以内。如卫星通信地球站采用此廉价惯导系统,能大大缩短寻星时间,减小误跟踪,从而提高跟踪性能。