[發明專利]一種大規模多波束的快速布站方法

有效

• 申請號: 201710567181.X
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107294572B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陳博;王五兔;崔兆云;趙寶軍;曹多禮;周蘭蘭;黃齊波;駱陶君;李榮軍;南冰;王浩
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04B7/0408
• 分類號: H04B7/0408;H04B7/185;H04W16/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

一種大規模多波束的快速布站方法，根據移動通信衛星對多波束天線波束波束空間頻率復用的要求和特點，在每個波束的服務區域內分別布置站點，然后根據頻率復用關系快速得到目標波束的需要提高增益服務區站點以及需要抑制增益的同頻波束區域站點的方法。本發明主要針對使用大規模多波束天線的移動通信衛星載荷，通過本發明提供的方法，可以實現大規模多波束天線的快速布站，保證波束設計結果的服務區和副瓣增益滿足要求，同時實現快速優化設計，保證設計效率。

技術領域

本發明涉及一種大規模多波束的快速布站方法，屬于衛星有效載荷技術領域。

背景技術

多波束天線是靜止軌道移動通信衛星的核心技術。為了提高頻譜利用效率，采用了頻率復用技術，100多個波束共使用7個頻段，每個波束使用其中一段頻率(譬如4MHz)。

考核多波束天線的主要性能包括服務區邊緣增益G、滿足增益要求的服務區覆蓋率、同頻波束的載干比C/I，其中C/I由同頻波束之間的位置關系和同頻波束的副瓣決定，因此波束的副瓣電平滾降值是反映C/I的關鍵指標，一般要求C/I大于15dB則副瓣相對服務區邊緣增益G滾降不小于23dB[Sudhakar

K.Rao,Desibn and Analysis of Multiple Beam Reflector Antennas,IEEEAntennas and Propagation Magazine,Vpl.41,No.4,August 1999]

目前，多波束天線波束設計多采用商業軟件POS，而POS優化所需的站值通過與之配套的軟件cobra生成。Cobra在生成站值時，通過鼠標在地圖上選擇服務區和抑制區，適合波束數量較少的波束形狀賦形時應用，當波束數量達到幾十甚至幾百個時，通過這種方式生成各個波束的服務區和抑制區將是非常大的工作量，而且生成的站值沒有規律，不論是用POS優化還是編程實現都非常耗時。

發明內容

本發明的技術解決的問題是：克服現有技術的不足，提供了一種大規模多波束的快速布站方法，以保證波束設計結果的服務區和副瓣增益滿足要求，同時實現快速優化設計，保證設計效率。

本發明的技術解決方案是：

一種大規模多波束的快速布站方法，步驟如下：

(1)將移動通信衛星服務區域范圍內的所有波束進行編號，依次為1、2…n…N；n、N為正整數；

(2)根據預定的頻率規劃，對可用的頻率進行編號，依次為1、2…L；L為正整數且L不大于N；

(3)根據預定的頻率規劃，生成規定波束與步驟(2)中可用頻率之間的對應關系表freq_f，freq_f包含N個自然數，N個自然數的取值范圍為[1,L]，其中第n個數表示第n個波束的頻率編號；

(4)根據已知的第n個波束的中心點坐標和第n個波束的服務區半徑r_n，布第n個波束服務區的站值，形成站值數據向量p_n：

其中θ_n,i,表示第n個波束的服務區中的第i個站點的坐標，該波束服務區內一共布置M_n個站值；

(5)依次逐個完成N個波束服務區內的布站；

N個波束的站點總數為：

(6)將N個波束的站值數據合并為一個總體站值數據p：

p＝[p₁ p₂ … p_n … p_N]；

(7)確定每個波束的服務區站值和抑制區站值，從而完成布站：