[发明专利]一种提高TDRSS转发器功率效率的方法

摘要

本发明公开了一种提高基于星下DBF(数字波束形成)的TDRSS(跟踪与数据中继卫星系统)的转发器功率效率的自适应功率控制方法，该方法在TDRSS反向链路中增加自适应均衡器，通过采用多飞行器的DBF指向偏差来自适应训练均衡器的横向滤波器的权系数，以消除卫星转发器高功率放大器非线性造成的交调干扰对反向链路的N路频分复用阵元信号的影响，提高飞行器的星下DBF指向精度；在满足飞行器DBF指向精度的情况下，通过自适应均衡算法消除交调干扰对阵元信号的影响，动态调整卫星转发器高功率放大器的工作点，使其尽量逼近非线性饱和区，让转发器高功率放大器以最佳功率效率发射信号，提高转发器的功率效率，以延长中继星的电源寿命。

主权项

1.一种提高TDRSS转发器功率效率的方法，其特征包括以下几个步骤：A、中继卫星前级处理(1)的30路天线阵元接收空中M个飞行器的信号，然后经过放大、FDM合成、变频处理，提供给转发器高功率放大(2)；B、给定转发器高功率放大(2)的工作点，以某一功率效率向地面高功率发射N路阵元的FDM信号；C、TDRSS地面终端站的地面前级处理(3)，完成信号r(t)的接收、放大、变频和数字化，送入N路交调干扰均衡处理(4)；D、在LMS权系数控制算法(9)提供的权系数矢量w₁(n)，w₂(n)，…，w_N(n)的作用下，均衡处理(4)消除N路阵元信号中的交调干扰成分，把输出信号y_i(n)(i＝1，2，…，N)提供给DBF算法处理(5)；E、DBF算法处理(5)接收到来自均衡处理(4)消除交调干扰后的N路阵元信号y_i(n)(i＝1，2，…，N)，进行数字波束合成，获得M个飞行器波束方位的估计值DBF所采用的算法可以根据需要而选定；F、在获得M个飞行器波束方位的估计值的基础上，结合已知的M个飞行器的真实方位(θ₁(n)，θ₂(n)，…，θ_M(n))，由指向偏差估计(6)计算得到M个飞行器中的最大DBF指向偏差e(n)；G、进行e(n)≤ε判决(7)，定时把计算得到的最大DBF指向偏差e(n)，与满足系统性能规定要求时允许各个飞行器的最大DBF指向偏差ε进行比较，为了算法实现简单，假定各个飞行器允许的最大DBF指向偏差ε相同；如果e(n)＞ε，进入步骤H；如果e(n)≤ε，进入步骤J；H、LMS权系数控制算法(9)进行权系数迭代，迭代次数可以根据实际需要设定，获得一组新的权系数矢量w₁(n)，w₂(n)，…，w_N(n)，进入步骤I；I、通过收敛判决(10)对这一组新的权系数的收敛性进行判断，如果收敛，则均衡处理(4)的权系数设置为新的权系数，回到步骤D；如果不收敛，通过远离饱和点指令(11)产生使转发器高功率放大(2)的工作点进行输入功率回退的指令，进入步骤B，回退的步长可根据实际情况调整；J、进行e(n)＝ε判决(8)，如果e(n)≠ε，则均衡器系数保持不变指令(12)产生控制指令，使均衡处理(4)保持当前的权系数不变，同时由逼近饱和点指令(13)产生控制转发器高功率放大(2)工作点的指令，使其工作点逼近饱和非线性区，提高转发器功率效率，进入步骤B；如果e(n)＝ε，则进入步骤K；K、在e(n)＝ε时，转发器工作点不变且保持均衡系数不变指令(14)产生的控制指令使系统进入稳定工作状态。