[发明专利]一种低轨通信卫星设计方法、装置、存储介质和设备

权利要求书

1.一种低轨通信卫星波位设计方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

构建蜂窝交替型波位；

确定交替型波位中波束的数量和排数，以及每个波束在参考坐标系下的坐标及其对应的方位角和俯仰角，包括：

计算在中心排位于中心波束右侧的点波束数量m₀，

其中，floor()为向下取整函数，判断若成立，则令m₀＝m₀+1；

其中，r为点波束半锥角宽度，R为宽波束半锥角宽度。

2.根据权利要求1所述的低轨通信卫星波位设计方法，其特征在于，基于由三个点波束组成的等边交替波束构建蜂窝交替型波位。

3.根据权利要求1所述的低轨通信卫星波位设计方法，其特征在于，所述确定交替型波位中波束的数量和排数，以及每个波束在参考坐标系下的坐标及其对应的方位角和俯仰角的步骤包括：

计算正排波束最大排数n_max，

判断(1.5n_max+1)·r＜R，若成立，则令n_max＝n_max+1；

其中，r为点波束半锥角宽度，R为宽波束半锥角宽度。

4.根据权利要求3所述的低轨通信卫星波位设计方法，其特征在于，所述确定交替型波位中波束的数量和排数，以及每个波束在参考坐标系下的坐标及其对应的方位角和俯仰角的步骤包括：

确定正n排波束从X轴至宽波束边缘的距离该排波束在Y轴正方向点波束的最大数量m_n，

对于正奇数排，判断若成立，则令m_n＝m_n+1；

对于正偶数排，判断若成立，则令m_n＝m_n+1；

其中，r为点波束半锥角宽度，R为宽波束半锥角宽度。

5.根据权利要求4所述的低轨通信卫星波位设计方法，其特征在于，所述确定交替型波位中波束的数量和排数，以及每个波束在参考坐标系下的坐标及其对应的方位角和俯仰角的步骤包括：

利用对称性，计算每个点波束圆心的位置(x,y)，并根据如下方法计算每个点波束圆心在参考坐标系下的方位角和俯仰角；

计算每个圆心位置在参考坐标系下的单位矢量，

计算每个圆心位置在参考坐标系下的方位角θ_AZ和俯仰角θ_EL：

θ_AZ＝atan(P_y,P_x)

θ_EL＝acos(P_z)

其中，为每个圆心位置在参考坐标系下的单位矢量。

6.一种低轨通信卫星波位设计装置，其特征在于，该装置包括：

构建模块，构建蜂窝交替型波位；

计算模块，确定交替型波位中波束的数量和排数，以及每个波束在参考坐标系下的坐标及其对应的方位角和俯仰角；

包括：

计算在中心排位于中心波束右侧的点波束数量m₀，

其中，floor()为向下取整函数，判断若成立，则令m₀＝m₀+1；

其中，r为点波束半锥角宽度，R为宽波束半锥角宽度。

7.根据权利要求6所述的一种低轨通信卫星波位设计装置，其特征在于，所述计算模块执行如下步骤：

计算在中心排位于中心波束右侧的点波束数量m₀；

计算正排波束最大排数n_max；

确定正n排波束从X轴至宽波束边缘的距离该排波束在Y轴正方向点波束的最大数量m_n；

利用对称性，计算每个点波束圆心的位置(x,y)，并根据如下方法计算每个点波束圆心在参考坐标系下的方位角和俯仰角；

其中，r为点波束半锥角宽度，R为宽波束半锥角宽度。