[發明專利]合成追蹤波束的衛星多波束成形網絡裝置及波束成形方法

有效

• 申請號: 201710559854.7
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN109245802B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 吳建軍;王冰;劉宇邦;李昊塵
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04B7/0408
• 分類號: H04B7/0408;H04B7/06;H04B7/08;H04W16/28;H04W72/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種合成追蹤波束的衛星多波束成形網絡裝置，包括波束產生及資源分配模塊、變系數波束加權網絡、可編程開關陣列、饋源信號合成網絡、波束移動性管理控制模塊；所述合成追蹤波束的衛星多波束成形網絡裝置能夠產生用于追蹤多波束衛星移動通信系統的移動用戶的波束；

A)波束產生及資源分配模塊：用于產生或撤銷衛星通信系統波束陣列中的波束信號，并按照復用規則進行波束內頻率和功率資源的分配；

B)變系數波束加權網絡：用于對波束信號實施復數乘法進行加權移相；

C)可編程開關陣列：包括多個橫行、多個縱列、位于橫行與縱列交叉點上的開關，通過閉合開關連通可編程開關陣列中的橫行與對應縱列；所述可編程開關陣列中：

a)橫行開關的數目至少為最大可產生波束數的七倍，縱列數目為多波束衛星移動通信系統所采用的饋源總數；每七個橫行構成一個可編程開關子陣列，對應每個波束的七個加權分支；

b)橫行與縱列交叉點處并不都設置開關；所有可編程開關子陣列的開關配置圖案一致；

c)可編程開關子陣列中，與每個縱列交叉的七個橫行中只設置一個開關，可編程開關子陣列中總開關數等于饋源總數；可編程開關子陣列的開關配置圖案通過以下步驟進行配置得到：

1)對可編程開關子陣列中的縱列，在衛星天線上的射頻饋源單元陣列中選擇一個饋源與可編程開關子陣列中的一個縱列相對應，該饋源作為第1個饋源；對可編程開關子陣列中的橫行，選擇一個波束加權分支與之相對應；可編程開關子陣列中的縱列與相對應饋源形成一根連線，可編程開關子陣列中的橫行與相對應的加權分支形成另一根連線，在兩根連線的交叉點處設置一個連接開關；并在射頻饋源單元陣列圖中將該饋源標記為對應波束加權分支的序號；

2)在射頻饋源單元陣列中，分別對以第1個饋源為中心的第1圈饋源中的每個饋源進行加權分支選擇和標定：對每個待標定饋源，按順序分別選擇剩余的波束加權分支中的一個，執行與步驟1)相同的操作，在兩根連線的交叉點處設置一個連接開關，并在射頻饋源單元陣列圖中將該饋源標記為對應波束加權分支的序號；第1圈饋源有6個饋源；

3)分別對以第1個饋源為中心的第2圈饋源的每個饋源，第2圈饋源至多有12個饋源，按與步驟2)相同的順序進行加權分支選擇和標定：在可編程開關子陣列中待標定饋源對應縱列和選定加權分支序號對應橫行的交叉點處設置一個連接開關，并在射頻饋源單元陣列圖中將該饋源標記為對應波束加權分支的序號；包括如下步驟：

3.1)在射頻饋源單元陣列中，尋找內圈已標定加權分支序號的5個饋源，使得該5個饋源與待標定饋源構成平行四邊形圖案；將處于長對角位置已標定加權分支序號的饋源對應的加權分支序號，作為該待標定饋源的可選擇連接加權分支序號；

3.2)在待標定饋源的所有可選擇連接加權分支序號中，按照之前饋源序號編號采用的同樣的順序，選擇最先滿足與前序已標定相同加權分支序號饋源間隔至少2個饋源以上的加權分支序號，作為該待標定饋源對應的加權分支序號；

3.3)在可編程開關子陣列中，在待標定饋源對應縱列和選定加權分支序號對應橫行的交叉點處設置一個連接開關，并在射頻饋源單元陣列圖中將該饋源標記上對應波束加權分支序號；

4)對后續圈的饋源，均按照步驟3)方法繼續進行配置，直到所有饋源的開關配置完成；

d)可編程開關陣列中的開關為常開開關，每個可編程開關子陣列中每次最多可同時閉合七個開關；

D)饋源信號合成網絡：用于對來自各波束的信號進行累加，并進行幅相校正及變頻，產生饋源合成信號；

E)波束移動性管理控制模塊：用于監控管理移動用戶的移動性，計算波束加權系數，對所述可編程開關陣列的開關狀態進行配置。

2.如權利要求1所述合成追蹤波束的衛星多波束成形網絡裝置，其特征是，所述衛星天線上的射頻饋源單元陣列為二維平面饋源陣列；步驟1)具體在二維平面饋源陣列中選擇略偏中心位置的任一個饋源作為第1個饋源。

3.如權利要求1所述合成追蹤波束的衛星多波束成形網絡裝置，其特征是，所述按順序具體為按逆時針方向或順時針方向的順序。