RU2727860C1 - Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков - Google Patents
Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727860C1 RU2727860C1 RU2019116099A RU2019116099A RU2727860C1 RU 2727860 C1 RU2727860 C1 RU 2727860C1 RU 2019116099 A RU2019116099 A RU 2019116099A RU 2019116099 A RU2019116099 A RU 2019116099A RU 2727860 C1 RU2727860 C1 RU 2727860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cluster
- antenna array
- signals
- antenna
- beacon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
Landscapes
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к антенной технике, а именно к спутниковым многолучевым гибридным зеркальным антеннам, излучающая система которых выполнена по схеме «один кластер – один луч», и может быть использовано для формирования вектора весовых коэффициентов кластера антенной решетки, соответствующего диаграмме направленности с максимальным коэффициентом направленного действия и максимумом, ориентированным в центр соответствующей зоны обслуживания, путем приема и обработки сигналов маяка, смещенного из центра этой зоны обслуживания. Технический результат – увеличение минимального уровня сигнала в зоне обслуживания при формировании диаграммы направленности спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам смещенного маяка. Способ заключается в выделении элементами кластера антенной решетки комплексных амплитуд несущих сигнала наземного маяка, аппроксимации по этим комплексным амплитудам непрерывной функции фокального пятна, коррекции положения полученного фокального пятна и формировании весовых коэффициентов кластера в соответствии с комплексно сопряженными значениями скорректированного фокального пятна в точках расположения элементов кластера. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Предлагаемый способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны (МГЗА) по сигналам от смещенных наземных маяков относится к антенной технике, а именно к спутниковым МГЗА, покрывающих рабочую область серией лучей. В условиях эксплуатационных нагрузок (главным образом из-за неравномерного нагрева рефлектора) форма рефлектора МГЗА отклоняется от номинальной, что нарушает ориентацию лучей и снижает минимальный уровень сигнала в зоне обслуживания. Перспективную альтернативу механическим системам поддержания формы рефлектора составляют электронные системы стабилизации параметров МГЗА за счет управления весовыми коэффициентами кластеров элементов антенной решетки (АР), которые формируют лучи.
Известен способ формирования кластерных зон [пат. РФ № 2578289 H01Q 25/00] МГЗА, состоящий в преобразовании географических координат центров лучей в угловые координаты относительно оси МГЗА, вычислении фокальных пятен на АР и формирования кластерных зон по условию превышения некоторого уровня. Недостаток этого способа состоит в необходимости с высокой точностью поддерживать форму рефлектора.
Прототипом заявляемого способа формирования лучей спутниковой МГЗА является патент [пат. США № 4586051 H01Q 19/10], состоящий в приеме элементами кластеров АР сигналов от соответствующих этим кластерам наземных маяков, выделении комплексных амплитуд несущих этих сигналов и формировании весовых коэффициентов возбуждения, формирующих луч кластера, в соответствии с комплексно сопряжёнными значениями сигналов, принятых элементами этого кластера. Это обеспечивает ориентацию максимумов лучей на соответствующие маяки при текущем состояние рефлектора. Недостаток прототипа заключается в необходимости размещения маяков в центрах обслуживаемых лучами зон, что может вызывать трудности или оказаться невозможным в силу природно-географических особенностей соответствующей точки дислокации.
Технической задачей предлагаемого способа является увеличение минимального уровня сигнала в зоне обслуживания при формировании диаграммы направленности МГЗА по сигналам смещенного маяка.
Технический результат достигается тем, что на основании выделенных комплексных амплитуд несущих сигналов маяков на элементах соответствующих кластеров ( − номер кластера, − номер элемента кластера) вычисляются коэффициенты разложения комплексных амплитуд по К базисным функциям , где – координаты n-го элемента кластера, после чего векторы весовых коэффициентов определяются как , где и есть смещение m-го фокального пятна в плоскости полотна антенной решетки, вызванное смещением m-го маяка из центра области обслуживания на угловые координаты и , , , где угловые координаты и обозначают направление на маяк а и обозначают направление на центр m-ой области обслуживания.
Поясним сущность предлагаемого способа. Для номинальной геометрии МГЗА предварительно определяют (в оптическом приближении по принципу зеркального отражения или путем электродинамического моделирования) как координаты максимума фокального пятна в плоскости АР зависят от направления облучения рефлектора: , . Здесь является глобальной системой координат, центр которой располагается в фокусе рефлектора и ось которой направлена в сторону центра рефлектора, и − углы глобальной сферической системы координат, и - углы (ориентированы как показано на Фиг.1) локальной системы координат, в которой строится рефлектор, а направление центрального луча рефлектора совпадает с . Выделяют принятые элементами кластера комплексные амплитуды несущих сигнала маяка, который облучает рефлектор с направления , где индекс m обозначает направление на смещенный маяк, а индекс n − номер элемента АР. По комплексным амплитудам вычисляют аппроксимирующую фокальное пятно функцию в виде разложения , где является базисом функций, которые хорошо аппроксимируют фокальное пятно в окрестности его максимума. Вычисление коэффициентов , минимизирующих среднеквадратичное отклонение, сводится, как известно, к решения СЛАУ следующего вида:
Ввиду того, что изменение направления облучения рефлектора в некоторой окрестности существенным образом сказывается лишь на позиции максимума фокального пятна, но не на его форме, то из пятна получают пятно , соответствующее направлению центра области обслуживания, , , путем коррекции положения исходного пятна в плоскости решетки на соответствующие поправки Δx и Δy: , где , . ВВК кластера получают по правилу как комплексно сопряженные значения (обозначено *) отсчетов функции в точках расположения элементов кластера.
Работоспособность предлагаемого способа стабилизации лучей МГЗА по сигналам смещенных наземных маяков и соответствующий технический эффект подтверждают приведенные ниже результаты электродинамического моделирования. Рефлектором МГЗА типичной геометрии является вырезка радиуса из параболоида , , с клиренсом . Элементы антенной решетки расположены в узлах гексагональной сетки со стороной в . Каждый кластер состоит из 7-ми элементов (Фиг.2). Диаграмма направленности антенного элемента , длина волны . Точки глобальной и локальной систем координат связаны таким образом, что , где
При фокусировке на несмещенный маяк края зоны обслуживания освещаются на относительном уровне –3дБ. Смещение луча приводит к неравномерному освещению краев зоны, и минимальный уровень характеризует качество покрытия требуемой зоны. Для четырех ситуаций эти минимумы составили –6.6дБ, –6.2дБ, –4.5дБ, –3.1дБ до коррекции ВВК и –3.0дБ, –3.1дБ, –3.1дБ, –3.1дБ после коррекции ВВК.
Claims (7)
1. Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков, состоящий в периодическом приеме сигналов от M наземных маяков и формировании вектора весовых коэффициентов кластера антенной решетки как комплексно сопряженных значений выделенных элементами этого кластера комплексных амплитуд несущих сигнала маяка, отличающийся тем, что на основании выделенных комплексных амплитуд несущих сигналов маяков на элементах соответствующих кластеров ( − номер кластера, − номер элемента кластера) вычисляются коэффициенты разложения комплексных амплитуд по К базисным функциям , где – координаты n-го элемента кластера, после чего векторы весовых коэффициентов определяются как , где и есть смещение m-го фокального пятна в плоскости полотна антенной решетки, вызванное смещением m-го маяка из центра области обслуживания на угловые координаты и , , , где угловые координаты и обозначают направление на маяк а и обозначают направление на центр m-ой области обслуживания.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве базисных функций используют плоские волны
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поверхности рефлектора выбирают K точек и за базисные функции принимают сферические волны от этих точек
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116099A RU2727860C1 (ru) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019116099A RU2727860C1 (ru) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727860C1 true RU2727860C1 (ru) | 2020-07-24 |
Family
ID=71741126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019116099A RU2727860C1 (ru) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727860C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4586051A (en) * | 1982-03-10 | 1986-04-29 | Agence Spatiale Europeenne | Reflector distortion compensation system for multiple-beam wave satellite antennas |
RU2181519C1 (ru) * | 2001-05-14 | 2002-04-20 | Академия ФАПСИ при Президенте Российской Федерации | Многолучевая неапланатическая гибридная зеркальная антенна |
US8339307B2 (en) * | 2007-03-03 | 2012-12-25 | Astrium Limited | Satellite beam-pointing error correction in digital beam-forming architecture |
US9054414B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-06-09 | Thales Alenia Space Italia S.P.A. Con Unico Socio | Antenna system for low-earth-orbit satellites |
RU2578289C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Способ формирования кластерных зон облучающей решеткой многолучевой гибридной зеркальной антенны |
-
2019
- 2019-05-24 RU RU2019116099A patent/RU2727860C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4586051A (en) * | 1982-03-10 | 1986-04-29 | Agence Spatiale Europeenne | Reflector distortion compensation system for multiple-beam wave satellite antennas |
RU2181519C1 (ru) * | 2001-05-14 | 2002-04-20 | Академия ФАПСИ при Президенте Российской Федерации | Многолучевая неапланатическая гибридная зеркальная антенна |
US8339307B2 (en) * | 2007-03-03 | 2012-12-25 | Astrium Limited | Satellite beam-pointing error correction in digital beam-forming architecture |
US9054414B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-06-09 | Thales Alenia Space Italia S.P.A. Con Unico Socio | Antenna system for low-earth-orbit satellites |
RU2578289C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) | Способ формирования кластерных зон облучающей решеткой многолучевой гибридной зеркальной антенны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005203017B2 (en) | Null-fill antenna, omni antenna, and radio communication equipment | |
US7161549B1 (en) | Single-aperture antenna system for producing multiple beams | |
US10566698B2 (en) | Multifocal phased array fed reflector antenna | |
KR101292230B1 (ko) | 콤팩트한 비축대칭 이중 반사판 안테나 | |
US4855751A (en) | High-efficiency multibeam antenna | |
ES2702079T3 (es) | Método de reducción de la aberración de fase en un sistema de antena con matriz de alimentadores | |
RU2727860C1 (ru) | Способ стабилизации лучей спутниковой многолучевой гибридной зеркальной антенны по сигналам от смещенных наземных маяков | |
WO2018096307A1 (en) | A frequency scanned array antenna | |
CN107069225B (zh) | 一种卡赛格伦天线馈源结构及卡赛格伦天线 | |
US20220190882A1 (en) | Establishing wireless communication in a system forming a beam by selecting from a pre-determined plurality of antenna weight vectors | |
CN113823918B (zh) | 一种新型多波束成像自跟踪抛物面天线 | |
RU2556466C2 (ru) | Многолучевая гибридная зеркальная антенна | |
CN113872653A (zh) | 一种基于地球匹配的波束赋形方法 | |
Manoochehri et al. | A new method for designing high efficiency multi feed multi beam reflector antennas | |
JPH0654843B2 (ja) | 多周波帯域共用アンテナ | |
EP0164466B1 (en) | High-efficiency multibeam antenna | |
RU2664792C1 (ru) | Многолучевая комбинированная неосесимметричная зеркальная антенна | |
RU2741770C1 (ru) | Многолучевая зеркальная антенна | |
Jung et al. | Ka-band shaped reflector hybrid antenna illuminated by microstrip-fed horn array | |
CN114024133B (zh) | 一种新型偶极天线 | |
US20030025644A1 (en) | Multibeam antenna | |
de Villiers et al. | Low frequency diffraction effects when shaping the offset gregorian reflector system of the SKA | |
KR102513226B1 (ko) | 파라볼라 안테나 시스템 | |
RU2541871C2 (ru) | Сверхширокополосная многолучевая зеркальная антенна | |
RU2713159C1 (ru) | Способ формирования круговой зоны электронного сканирования цилиндрической фазированной антенной решетки с увеличенным темпом обзора |