[发明专利]一种大规模多波束的快速布站方法

说明书

一种大规模多波束的快速布站方法，根据移动通信卫星对多波束天线波束波束空间频率复用的要求和特点，在每个波束的服务区域内分别布置站点，然后根据频率复用关系快速得到目标波束的需要提高增益服务区站点以及需要抑制增益的同频波束区域站点的方法。本发明主要针对使用大规模多波束天线的移动通信卫星载荷，通过本发明提供的方法，可以实现大规模多波束天线的快速布站，保证波束设计结果的服务区和副瓣增益满足要求，同时实现快速优化设计，保证设计效率。

技术领域

本发明涉及一种大规模多波束的快速布站方法，属于卫星有效载荷技术领域。

背景技术

多波束天线是静止轨道移动通信卫星的核心技术。为了提高频谱利用效率，采用了频率复用技术，100多个波束共使用7个频段，每个波束使用其中一段频率(譬如4MHz)。

考核多波束天线的主要性能包括服务区边缘增益G、满足增益要求的服务区覆盖率、同频波束的载干比C/I，其中C/I由同频波束之间的位置关系和同频波束的副瓣决定，因此波束的副瓣电平滚降值是反映C/I的关键指标，一般要求C/I大于15dB则副瓣相对服务区边缘增益G滚降不小于23dB[Sudhakar

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

目前，多波束天线波束设计多采用商业软件POS，而POS优化所需的站值通过与之配套的软件cobra生成。Cobra在生成站值时，通过鼠标在地图上选择服务区和抑制区，适合波束数量较少的波束形状赋形时应用，当波束数量达到几十甚至几百个时，通过这种方式生成各个波束的服务区和抑制区将是非常大的工作量，而且生成的站值没有规律，不论是用POS优化还是编程实现都非常耗时。

发明内容

本发明的技术解决的问题是：克服现有技术的不足，提供了一种大规模多波束的快速布站方法，以保证波束设计结果的服务区和副瓣增益满足要求，同时实现快速优化设计，保证设计效率。

本发明的技术解决方案是：

一种大规模多波束的快速布站方法，步骤如下：

(1)将移动通信卫星服务区域范围内的所有波束进行编号，依次为1、2…n…N；n、N为正整数；

(2)根据预定的频率规划，对可用的频率进行编号，依次为1、2…L；L为正整数且L不大于N；

(3)根据预定的频率规划，生成规定波束与步骤(2)中可用频率之间的对应关系表freq_f，freq_f包含N个自然数，N个自然数的取值范围为[1,L]，其中第n个数表示第n个波束的频率编号；

(4)根据已知的第n个波束的中心点坐标和第n个波束的服务区半径r_n，布第n个波束服务区的站值，形成站值数据向量p_n：

其中θ_n,i,表示第n个波束的服务区中的第i个站点的坐标，该波束服务区内一共布置M_n个站值；

(5)依次逐个完成N个波束服务区内的布站；

N个波束的站点总数为：

(6)将N个波束的站值数据合并为一个总体站值数据p：

p＝[p₁ p₂ … p_n … p_N]；

(7)确定每个波束的服务区站值和抑制区站值，从而完成布站：