[发明专利]一种S波段相控阵中继发射天线的波束控制方法

摘要

一种S波段相控阵中继发射天线的波束控制方法，目的是解决S波段相控阵中继发射天线的波束指向控制问题，使用户星在轨运行期间中继发射天线能够尽可能长时间指向中继星。本方法是根据GPS定位信息和用户星姿态信息实时计算天线阵列本体坐标系下用户星与中继卫星之间的指向角度，从而实现对S波段相控阵中继发射天线波束的控制。

主权项

一种S波段相控阵中继发射天线的波束控制方法，其特征在于步骤如下：(1)将CAN总线发送过来的GPS定位信息转换为J2000.0惯性坐标系下的定位信息，J2000.0惯性坐标系下的定位信息包括用户星位置信息矢量和用户星速度信息矢量(2)根据用户星位置信息矢量和中继星位置信息矢量根据公式求出J2000.0惯性系下用户星到中继星的矢量(3)根据公式计算用户星轨道坐标系下的指向矢量其中，为转换矩阵，且有RYH=x^y^z^=y^×z^vs→×rs→|vs→×rs→|-rs→|rs→|=zs2x·s-xszsz·s-xsysy·s+ys2x·s|rs→||vs→×rs→|xs2y·s-xsysx·s-yszsz·s+zs2|rs→||vs→×rs→|ys2z·s-zsysy·s-zsysy·s+xs2z·s|rs→||vs→×rs→|zsy·s-ysz·s|vs→×rs→|xsz·s-zsx·s|vs→×rs→|ysx·s-xsy·s|vs→×rs→|-xs|rs→|-ys|rs→|-zs|rs→|,]]>为用户星在J2000.0惯性系下速度信息矢量，xs,ys,zs为用户星在J2000.0惯性系下位置坐标；分别为用户星在J2000.0惯性系下X、Y、Z三个方向上的速度向量，分别由xs,ys,zs对时间求导得到；(4)根据用户星姿态信息和公式计算在用户星本体坐标系下用户星到中继星的指向矢量其中，RZs(ψ)表示绕Zs轴旋转ψ、RXs(φ)表示绕Xs轴旋转φ、RYs(θ)表示绕Ys轴旋转θ；ψ、φ、θ分别表示用户星偏航角、滚动角、俯仰角；(5)根据公式计算在天线阵列本体坐标系下用户星到中继星的指向矢量即绕X轴旋转180°，绕Z轴旋转180°度；(6)根据公式计算在天线阵列本体坐标系下用户星到中继星指向矢量的指向角度，即俯仰角和方位角λ，其中xa、ya、za分别为在天线阵列本体坐标系下用户星到中继星的指向矢量在三个方向上的坐标。