[发明专利]低轨卫星对地波束凝视方法、装置、存储介质及电子设备

说明书

本发明涉及低轨卫星领域，具体公开了一种低轨卫星对地波束凝视方法、装置、存储介质及电子设备，该低轨卫星对地波束凝视方法包括：基于波束指向角度实时调整目标波束的波束宽度，以控制低轨卫星在相对目标地球表面位置的过境运动过程中对地覆盖区域处于预设区域内，其中，目标波束为目标地球表面位置的终端提供服务，波束指向角度为目标波束与波束指向法向的实时夹角，波束指向法向实时对准地心；基于波束指向角度实时调整目标波束的等效全向辐射功率，以控制低轨卫星在相对目标地球表面位置的过境运动过程中的发射功率通量密度处于预设密度范围内。本发明解决了低轨卫星内频繁的波束切换导致的服务中断的技术问题。

技术领域

本发明涉及低轨卫星领域，具体而言，涉及一种低轨卫星对地波束凝视方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

在卫星通信网络中，低轨卫星运行在距离地面几百公里的轨道面上，通过大规模低轨卫星的密集部署，可实现地球表面的无缝覆盖，为用户提供全天候、低时延的接入服务。与高轨卫星相对地球静止不同，低轨卫星相对地球高速运动，在低轨卫星为用户服务的过程中，与用户终端的通信仰角经历“先增加后减小”的过程。当某个低轨卫星与用户终端的通信仰角小于最小要求时，通常需要与通信仰角高于最小通信仰角的下一个卫星建链通信。也就是说，低轨卫星为用户提供服务需要完成不同卫星之间的波束切换。

现有关于低轨卫星波束切换的专利中，均仅关注了星间波束切换的过程，例如，“基于最小化时延的多层卫星网络最优业务分布路由方法”(专利申请号：CN201510112475.4)考虑了低轨卫星和中轨卫星之间的切换，当低轨卫星所覆盖区域的业务到达率小于门限值时，则业务只在低轨卫星间传输，否则切换到中轨道卫星。“一种低轨卫星切换方法、系统、装置与存储介质”(专利申请号：CN202111508721.X)则考虑将低轨卫星间的路由表作为星间切换的基准，根据不同卫星间资源信息确定最佳路由。

以上专利均关注不同卫星间的切换方法，未考虑如何降低星内波束切换的概率。而在某个低轨卫星从用户上空过境与用户建链通信时，由于低轨卫星通常采用多个点波束进行地面覆盖，用户终端也会在单一卫星内部的不同波束间进行切换。由于不同波束间采用频率和极化复用，频繁的星内波束切换，也需要进行频率和极化方式的切换，也会增加服务中断概率。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种低轨卫星对地波束凝视方法、装置、存储介质及电子设备，以至少解决低轨卫星内频繁的波束切换导致的服务中断的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种低轨卫星对地波束凝视方法，包括：基于波束指向角度实时调整目标波束的波束宽度，以控制上述低轨卫星在相对目标地球表面位置的过境运动过程中对地覆盖区域处于预设区域内，其中，上述目标波束为上述目标地球表面位置的终端提供服务，上述波束指向角度为上述目标波束与波束指向法向的实时夹角，上述波束指向法向实时对准地心；基于上述波束指向角度实时调整上述目标波束的等效全向辐射功率，以控制上述低轨卫星在相对上述目标地球表面位置的过境运动过程中发射功率通量密度处于预设密度范围内。

优选的，上述基于波束指向角度实时调整目标波束的波束宽度，包括：基于上述波束指向角度实时计算天线工作单元数量，通过实时调整上述天线工作单元数量以实时调整上述目标波束的波束宽度，其中，上述天线工作单元数量为星载相控阵天线中处于工作状态的天线单元数量。

优选的，上述基于实时的上述波束指向角度实时计算天线工作单元数量，包括：根据与上述目标波束的最大波束指向角度对应的基准天线工作单元数量和上述波束指向角度，计算上述天线工作单元数量，其中，上述最大波束指向角度为上述低轨卫星相对目标地球表面位置的过境运动的起始和终止位置的波束指向角度。