本發(fā)明涉及一種大規(guī)模多波束的快速布站方法，屬于衛(wèi)星有效載荷技術領域。

背景技術：

多波束天線是靜止軌道移動通信衛(wèi)星的核心技術。為了提高頻譜利用效率，采用了頻率復用技術，100多個波束共使用7個頻段，每個波束使用其中一段頻率(譬如4mhz)。

考核多波束天線的主要性能包括服務區(qū)邊緣增益g、滿足增益要求的服務區(qū)覆蓋率、同頻波束的載干比c/i，其中c/i由同頻波束之間的位置關系和同頻波束的副瓣決定，因此波束的副瓣電平滾降值是反映c/i的關鍵指標，一般要求c/i大于15db則副瓣相對服務區(qū)邊緣增益g滾降不小于23db[sudhakar

k.rao,desibnandanalysisofmultiplebeamreflectorantennas,ieeeantennasandpropagationmagazine,vpl.41,no.4,august1999]

目前，多波束天線波束設計多采用商業(yè)軟件pos，而pos優(yōu)化所需的站值通過與之配套的軟件cobra生成。cobra在生成站值時，通過鼠標在地圖上選擇服務區(qū)和抑制區(qū)，適合波束數(shù)量較少的波束形狀賦形時應用，當波束數(shù)量達到幾十甚至幾百個時，通過這種方式生成各個波束的服務區(qū)和抑制區(qū)將是非常大的工作量，而且生成的站值沒有規(guī)律，不論是用pos優(yōu)化還是編程實現(xiàn)都非常耗時。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術解決的問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種大規(guī)模多波束的快速布站方法，以保證波束設計結果的服務區(qū)和副瓣增益滿足要求，同時實現(xiàn)快速優(yōu)化設計，保證設計效率。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種大規(guī)模多波束的快速布站方法，步驟如下：

(1)將移動通信衛(wèi)星服務區(qū)域范圍內的所有波束進行編號，依次為1、2…n…n；n、n為正整數(shù)；

(2)根據(jù)預定的頻率規(guī)劃，對可用的頻率進行編號，依次為1、2…l；l為正整數(shù)且l不大于n；

(3)根據(jù)預定的頻率規(guī)劃，生成規(guī)定波束與步驟(2)中可用頻率之間的對應關系表freq_f，freq_f包含n個自然數(shù)，n個自然數(shù)的取值范圍為[1,l]，其中第n個數(shù)表示第n個波束的頻率編號；

(4)根據(jù)已知的第n個波束的中心點坐標和第n個波束的服務區(qū)半徑rn，布第n個波束服務區(qū)的站值，形成站值數(shù)據(jù)向量pn：

其中θn,i,表示第n個波束的服務區(qū)中的第i個站點的坐標，該波束服務區(qū)內一共布置mn個站值；

(5)依次逐個完成n個波束服務區(qū)內的布站；

n個波束的站點總數(shù)為：

(6)將n個波束的站值數(shù)據(jù)合并為一個總體站值數(shù)據(jù)p：

p＝[p1p2…pn…pn]；

(7)確定每個波束的服務區(qū)站值和抑制區(qū)站值，從而完成布站：

根據(jù)波束編號n、每個波束的站點數(shù)量mn，在p中索引出該波束服務區(qū)的站值，然后通過波束頻率的對應關系表freq_f查找出該波束的同頻波束編號，根據(jù)波束編號和每個波束的站點數(shù)量mn查找出同頻波束的服務區(qū)的站值，即抑制區(qū)站值。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：

(1)克服現(xiàn)有技術的不足，不再需要對每一個波束的抑制區(qū)進行布站，而是通過波束的頻率復用關系直接將同頻波束的服務區(qū)作為抑制區(qū)，布站時間縮短為原方法的1％；

(2)基于本發(fā)明的一種大規(guī)模多波束的快速布站方法，可以實現(xiàn)對波束服務區(qū)、抑制區(qū)增益的精確控制，從而保證應用于移動通信衛(wèi)星的多波束天線波束增益、同頻區(qū)副瓣指標滿足要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的波束覆蓋圖。

圖2為本發(fā)明某一頻率的波束覆蓋圖。

圖3為使用本發(fā)明的布站方法優(yōu)化出的典型波束。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行進一步的詳細描述。

本發(fā)明提出了一種大規(guī)模多波束的快速布站方法，步驟如下：

(1)將移動通信衛(wèi)星服務區(qū)域范圍內的所有波束進行編號，依次為1、2…n…n；n、n為正整數(shù)，如圖1所示為一種102個波束的覆蓋，n＝102；

(2)根據(jù)預定的頻率規(guī)劃，對可用的頻率進行編號，依次為1、2…l；l為正整數(shù)，且l不大于n；

(3)根據(jù)預定的頻率規(guī)劃，生成規(guī)定波束與步驟(2)中可用頻率之間的對應關系表freq_f，freq_f包含n個自然數(shù)，n個自然數(shù)的取值范圍為[1,l]，其中第n個數(shù)表示第n個波束的頻率編號；

(4)根據(jù)已知的第n個波束的中心點坐標和第n個波束的服務區(qū)半徑rn(這里不局限于由第n個波束的中心點坐標和第n個波束的服務區(qū)半徑rn確定的波束服務區(qū)，譬如由一串坐標連線給出邊界的服務區(qū))，布第n個波束服務區(qū)的站值，即在上述已知邊界的服務區(qū)內布置站點，形成站值數(shù)據(jù)向量pn：

其中θn,i,表示第n個波束的服務區(qū)中的第i個站點的坐標，該波束服務區(qū)內一共布置mn個站值；

(5)依次逐個完成n個波束服務區(qū)內的布站；

n個波束的站點總數(shù)為：

(6)將n個波束的站值數(shù)據(jù)合并為一個總體站值數(shù)據(jù)p：

p＝[p1p2…pn…pn]；

(7)確定每個波束的服務區(qū)站值和抑制區(qū)站值，從而完成布站：

根據(jù)波束編號n、每個波束的站點數(shù)量mn，在p中索引出該波束服務區(qū)的站值，然后通過波束頻率的對應關系表freq_f查找出該波束的同頻波束編號，根據(jù)波束編號和每個波束的站點數(shù)量mn查找出同頻波束的服務區(qū)的站值，即抑制區(qū)站值。

波束服務區(qū)的站值是在步驟(4)(5)直接生成的而抑制區(qū)的站值由波束的同頻復用關系從步驟(6)生成的總體站值數(shù)據(jù)p中索引而來，簡化了副瓣區(qū)域的布站過程，提高了布站效率；同時由于生成的抑制區(qū)正好是多波束系統(tǒng)中需要抑制的同頻波束區(qū)域，所以可以精準控制同頻區(qū)域的副瓣。

實施例：

如圖1所示，某多波束天線系統(tǒng)包含102個波束，圖2是頻率1的波束，包括波束1、10、19、26、34、41、51、61、67、70、75、78、81、85、88、96。

布站時，每個波束服務區(qū)的小圈內布置200個站點。

以34號波束的站值生成過程為例，其主服務區(qū)的站值就是34號波束自己的小圈內的站點，其抑制區(qū)的站點由波束1、10、19、26、41、51、61、67、70、75、78、81、85、88、96服務區(qū)小圈內的站點組成。

依此布站方法布站，優(yōu)化的波束如圖3所示，34號波束的少量副瓣只在同頻區(qū)域之間出現(xiàn)，副瓣在同頻的服務區(qū)內低于25db。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域技術人員的公知技術。