[发明专利]一种减小深空探测器天线波束宽度的方法及系统

权利要求书

1.一种减小深空探测器天线波束宽度的方法，所述方法包含：

步骤1）用于获取太阳、深空探测器与地球之间的夹角所呈现的规律性范围的步骤；

步骤2）用于利用上述获取的夹角所呈现的规律性范围将天线的半波束宽度设计为大于该上述夹角范围的一副窄波束定向天线的步骤。

2.根据权利要求1所述的减小深空探测器天线波束宽度的方法，其特征在于，所述步骤1）进一步包含如下子步骤：

101-1)建立深空探测器轨道动力学模型；

101-2)获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量，根据已知探测器的轨道根数，利用步骤101-1）建立的探测器轨道动力学模型，采用龙格库塔7/8阶数值积分方法进行探测器轨道递推计算，并通过坐标系转化，获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量；

102-3)获得太阳在地球J2000坐标系下的位置矢量；

102-4)根据上述步骤分别获得深空探测器及太阳在地球J2000下的位置矢量，利用几何关系计算得出太阳、深空探测器与地球三者之间所呈现夹角在深空探测器运行轨道上不同位置的数值，即获取了太阳、深空探测器与地球之间的夹角所呈现的规律性范围。

3.根据权利要求1所述的减小深空探测器天线波束宽度的方法，其特征在于，所述步骤2）进一步包含如下子步骤：利用步骤1)获取的夹角所呈现的规律性范围，找出夹角的最大值，将天线的半波束宽度设计为大于该值。

4.根据权利要求3所述的减小深空探测器天线波束宽度的方法，其特征在于，所述步骤2）进一步包含如下子步骤：利用步骤1)获取的夹角所呈现的规律性范围，找出夹角的最大值，将一副窄波束定向天线的半波束宽度设计为该值的步骤，所述定向天线采用喇叭口型形式，根据指定的天线半波束宽度确定喇叭口的直径，从而完成整个天线的设计。

5.一种减小深空探测器天线波束宽度的系统，其特征在于，所述系统包含：

夹角范围获取模块，用于获取太阳、深空探测器和地球之间的夹角所呈现的规律性范围；和

处理模块，用于利用获取的夹角所呈现的规律性范围将天线的半波束宽度设计为大于该上述夹角范围的一副窄波束定向天线。

6.根据权利要求5所述的减小深空探测器天线波束宽度的系统，其特征在于，所述夹角范围获取模块进一步包含：

建模模块，用于建立深空探测器轨道动力学模型；

深空探测器在地球J2000坐标下的位置矢量获取模块，用于获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量，根据已知探测器的轨道根数，利用建立的探测器轨道动力学模型，采用龙格库塔7/8阶数值积分方法进行探测器轨道递推计算，并通过坐标系转化，获得深空探测器在地球J2000坐标系下的位置矢量；

太阳在地球J2000坐标下的位置矢量获取模块，用于获得太阳在地球J2000坐标系下的位置矢量；和

夹角范围获取模块，用于根据获得深空探测器及太阳在地球J2000下的位置矢量，利用几何关系计算得出太阳-、深空探测器与地球三者之间所呈现夹角在深空探测器运行轨道上不同位置的数值，即获取了太阳、深空探测器与地球之间的夹角所呈现的规律性范围。

7.根据权利要求6所述的减小深空探测器天线波束宽度的系统，其特征在于，所述处理模块进一步包含：

最大角度确定模块，用于找出夹角范围获取模块得到的夹角范围的最大值；和

天线设计模块，用于将天线的半波束宽度设计为大于最大角度确定模块所确定的角度值。

8.根据权利要求7所述的减小深空探测器天线波束宽度的系统，其特征在于，所述天线设计模块将一副窄波束定向天线的半波束宽度设计为满足前述最大角度，所述定向天线采用喇叭口型形式，根据指定的天线半波束宽度确定喇叭口的直径，完成天线的设计。