[发明专利]一种空间惯性定向姿态卫星数传天线波束的设计方法

摘要

本发明涉及一种空间惯性定向姿态卫星数传天线波束的设计方法。利用本发明为空间惯性定向姿态卫星提供的数传天线波束设计方法获得的星载数传天线，无需采用球形全向波束天线或机械转台就可以保证数传天线的发射波束覆盖指定地面站、以达到要求的数传时间，可以减小执行特定数传任务时对数传天线波束宽度的需求，从而实现用一副窄波束定向天线代替球形全向天线、并避免使用机械转台。因此，在满足任务数传时间的情况下，能够提高数传天线的增益，获得高速数据传输性能，同时降低了发射功率、解决星上能源消耗问题。

主权项

一种空间惯性定向姿态卫星数传天线波束的设计方法，所述的方法包括：步骤1)、建立空间惯性定向姿态卫星轨道动力学模型和地面站模型；步骤2)、根据已知的卫星轨道根数，利用步骤1）建立的空间惯性定向姿态卫星轨道的动力学模型，对该卫星轨道进行递推计算，并通过坐标系转化，获得空间惯性定向姿态卫星在地球J2000坐标系下的位置矢量；步骤3)、选定空间惯性定向姿态卫星的本体坐标系为惯性坐标系，并使该空间惯性定向姿态卫星保持初始的姿态，利用已知的地面站位置矢量、空间惯性定向姿态卫星的姿态数据和步骤2)中获得的空间惯性定向姿态卫星的位置矢量，计算得出地面站相对于卫星可视时的方位角、俯仰角规律性数据；步骤4）、利用步骤3)中计算得出的地面站相对于卫星可视时的方位角、俯仰角规律性数据，计算得出数传天线波束中心轴的最佳指向，并通过轨道仿真将该数传天线的波束宽度设计为正好满足数传时间要求的宽度，从而完成数传天线关键参数的设计。