[发明专利]一种卫星波束覆盖增强方法和系统

说明书

本发明公开了一种卫星波束覆盖增强方法和系统，所述方法包括：计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角；根据所述需要调整的倾角调整卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面的倾角，使卫星相控阵天线的法线指向热点区域中心点所在的纬度线。本发明实施例通过计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角，根据所述需要调整的倾角调整卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面的倾角，使卫星相控阵天线的法线指向热点区域中心点所在的纬度线，由此解决了现有技术中存在的在有限的卫星数量情况下无法保障热点区域通信覆盖的问题，取得了积极的技术效果。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，特别是一种卫星波束覆盖增强方法和系统。

背景技术

目前低轨道(轨道高度1500公里以下)通信卫星天馈设计通常包括机械扇面天线和数字阵列天线两种形式，机械扇面天线由于可靠性差，多用户指向跟踪速度慢等原因，通常只应用在广域低速通信场景。例如美国轨道科学公司及Torrey Science公司设计制造MUBlCOM星座卫星。国内外新一代的低轨卫星星座设计中普遍采用数字阵列波束赋形技术，数字阵列波速赋形技术在波速扫描角达到±60度时，相比法线方向效率通常会降低3dB左右，为了保证单星数千公里的边缘通信覆盖性能同时兼顾微纳卫星功率效率，通常采用多扇面天线设计，例如铱星II代三扇面设计，这类卫星重量通常超过800公斤。第二种类似OneWeb低轨卫星采用单扇面波束赋形设计，通过限制单星覆盖范围，增加卫星数量来实现全球广域覆盖，这类卫星重量通常在150公斤左右。低轨快响卫星对卫星平台载荷重量功耗以及成本有严格的限制(通常卫星重量在50公斤以内)，还需要在有限的卫星数量情况下保障热点区域的通信覆盖，上述两种数字阵列波束赋形方式无法满足使用要求。

发明内容

本发明实施例提供一种，用以解决现有技术中存在的在有限的卫星数量情况下无法保障热点区域通信覆盖的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种卫星波束覆盖增强方法，包括：

计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角；

根据所述需要调整的倾角调整卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面的倾角，使卫星相控阵天线的法线指向热点区域中心点所在的纬度线。

可选的，所述调整卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面的倾角之后，还包括：

根据卫星相对于热点区域中心点的方位角信息调整卫星相控阵天线各阵元的加权参数，使卫星相控阵天线的法线始终指向热点区域的中心点。

可选的，所述计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角，具体包括：

根据热点区域中心点的坐标信息计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角。

可选的，所述计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角之前，还包括：

获取热点区域中心点的坐标信息和卫星的坐标信息；

根据所述热点区域中心点的坐标信息和卫星的坐标信息计算卫星相对于热点区域中心点的方位角信息。

可选的，所述卫星相控阵天线采用m*n单元阵列天线，m位于截轨方向，n位于顺轨方向，mn。

第二方面，本发明实施例提供一种卫星波束覆盖增强系统，包括：

卫星波束处理模块，用于计算卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面需要调整的倾角；

卫星姿态控制模块，用于根据所述需要调整的倾角调整卫星相控阵天线在其运行轨道截轨面的倾角，使卫星相控阵天线的法线指向热点区域中心点所在的纬度线。

可选的，所述卫星波束处理模块，还用于根据卫星相对于热点区域中心点的方位角信息调整卫星相控阵天线各阵元的加权参数，使卫星相控阵天线的法线始终指向热点区域的中心点。