CN115065395B - 星载相控阵控制方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种星载相控阵控制方法、系统及可读存储介质，属于星载相控阵技术领域，所述方法包括由地面用户中心发起波束调度任务；确定波束调度任务为波束实时调度任务时，地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；地面站对波束控制信息进行调制，并通过星地馈电链路将调制信号转发至中继卫星；中继卫星中的星地天线接收调制信号，并经转发器转发至相控阵系统；相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务。支持波束资源随用随调，可满足波束实时响应需求。

Description

星载相控阵控制方法、系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及星载相控阵技术领域，具体涉及一种星载相控阵控制方法、系统及可读存储介质。

背景技术

相控阵系统具有波束指向灵活、可同时形成多个独立波束、目标容量大、适应能力强、抗干扰性良好等优点，被广泛运用于通信领域。目前，中继卫星相控阵天线的波束控制流程与传统的反射面天线相同，由用户发起波束调度任务，经测控站资源分配并制定任务计划后，通过测控链路向卫星发送数管波束控制信息，卫星数管计算机按计划时间将波束控制信息下发给星上相控阵系统，星上相控阵系统控制波束形成，完成波束调度，建立“用户星-中继卫星-地面站”的数据业务链路。

传统反射面天线由于其跟踪目标单一、机械扫描的特点，使用计划调度能够满足其使用需求，但这限制了相控阵系统发挥其波束灵活多变、响应速度快、多波束可同时工作的特点。并且，随着星载相控阵系统服务的用户增加，随遇接入体制开始被应用到星载相控阵通信体制中，这就对星载相控阵系统的波束响应能力提出了更高的实时性要求。显然，传统的计划调度体制已不能满足要求。

而相关技术中，公开号为CN 114039205 A的发明专利申请公开了一种支持多级多方式控制的星载相控阵控制架构，包括星务计算机单元、载荷监控单元、地面运控单元、星载相控阵天线控制单元和星载相控阵天线。星务计算机单元实现星载相控阵凝视控制模式，载荷监控单元实现星载相控阵凝视、捷变控制模式，地面运控通过载荷监控单元实现星载相控阵凝视控制模式，星载相控阵控制天线控制单元实现配置参数的同步下发，星载相控阵天线实现配置指令的执行。公开号为CN 112565010 B的发明专利公开了一种控制信道辅助的宽带用户接入方法，卫星控制载荷采用相控阵天线，系统采用相控阵跳波束承载控制类信令信息进行前向/返向传输，控制类信令落地后，经控制信令处理单元处理后，发送至网络控制中心进行决策。但这些技术本质上仍是通过星地测控链路和卫星中心数管计算机实现相的波束指向控制，无法提高星载相控阵系统的波束响应能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何克服目前计划调度体制下波束调度慢的缺点，从而满足波束实时响应需求。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一方面，本发明提出了一种星载相控阵控制方法，所述方法包括以下步骤：

由地面用户中心发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；

地面站对所述波束控制信息进行调制，并通过星地馈电链路将调制信号转发至所述中继卫星；

所述中继卫星中的星地天线接收所述调制信号，并经转发器转发至相控阵系统；

所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

与传统计划调度模式采用星地测控链路不同的是，本发明在需要波束实时调度的任务中，采用快速上注模式，将波束调度和数据传输统一到星地业务链路中传输，可简化了中继卫星波束资源申请和分配的方式，调度过程简单，可根据地面用户中心随时发出的波束调度任务对波束指向进行实时调整，任务控制灵活。基于相控阵多个波束的特点，可部分波束执行计划跟踪，部分波束执行快速上注，充分发挥相控阵多波束、灵活性强的特点，较传统波束控制方式更加灵活多变。

进一步地，确定所述波束调度任务为波束计划跟踪任务时，所述方法还包括：

所述地面用户中心将所述用户星的运行轨道位置信息发送至测控站；

所述测控站根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述中继卫星；

所述中继卫星中的测控分系统接收所述测控任务信号并转发至中心数管计算机；

所述中心数管计算机解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星当前轨道位置信息和所述用户星的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统；

所述相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

进一步地，所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，包括：

从所述调制信号中解调出用于波束控制的所述移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

进一步地，所述相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，包括：

根据所述波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据各通道所述移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

此外，本发明还提出了一种星载相控阵控制系统，所述系统包括地面用户中心、地面站、中继卫星和用户星，所述中继卫星包括相控阵系统、转发器和星地天线；

所述地面用户中心的信号输出端与所述地面站连接，所述地面站的信号输出端与所述星地天线连接，所述星地天线经所述转发器与所述相控阵系统连接，所述相控阵系统的信号输出端与所述用户星连接；

所述地面用户中心用于发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

在确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；

所述地面站用于对所述波束控制信息进行调制，并同所述中继卫星建立星地馈电链路，将所述调制信号转发至所述星地天线；

所述星地天线用于接收馈电链路转发的所述调制信号，并传输至所述转发器；

所述转发器用于透明转发星地馈电链路信号至所述相控阵系统；

所述相控阵系统用于对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

进一步地，所述系统还包括测控站，所述中继卫星还包括中心数管计算机和测控分系统，所述地面用户中心的信号输出端与所述测控站连接，所述测控站的信号输出端与所述测控分系统连接，所述测控分系统经所述中心数管计算机与所述相控阵系统连接；

所述地面用户中心用于将所述用户星的运行轨道位置信息发送至所述测控站；

所述测控站用于根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并同所述中继卫星建立星地测控链路，通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述测控分系统；

所述测控分系统将所述测控任务信号转发至所述中心数管计算机；

所述中心数管计算机用于解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星当前轨道位置信息和所述用户星的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统；

所述相控阵系统用于根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

进一步地，所述相控阵系统包括调制解调单元、波束控制单元、射频移相放大通道和天线阵面，所述转发器的信号输出端分别与所述调制解调单元和所述射频移相放大通道连接，所述调制解调单元的信号输出端经所述波束控制单元与所述射频移相放大通道连接，所述射频移相放大通道的信号输出端与所述天线阵面连接，所述中心数管计算机的信号输出端与所述波束调制单元连接；

所述调制解调单元用于接收所述转发器转发的波束控制信号，从所述波束控制信号中解调出用于波束控制的移相码，并将所述移相码发送至所述波束控制单元；

所述波束控制单元用于接收所述调制解调单元发送的移相码，以及根据所述中心数管计算机发送的波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并将移相码转换发送至所述射频移相放大通道；

所述射频移相放大通道用于将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并对所述移相码进行增益、相位调整和功率放大后送至所述相控阵天线阵面；

所述天线阵面用于向空间辐射信号以形成波束。

此外，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的方法。

本发明的优点在于：

（1）与传统计划调度模式采用星地测控链路不同的是，本发明在需要波束实时调度的任务中，采用快速上注模式，将波束调度和数据传输统一到星地业务链路中传输，可简化了中继卫星波束资源申请和分配的方式，调度过程简单，可根据地面用户中心随时发出的波束调度任务对波束指向进行实时调整，任务控制灵活。基于相控阵多个波束的特点，可部分波束执行计划跟踪，部分波束执行快速上注，充分发挥相控阵多波束、灵活性强的特点，较传统波束控制方式更加灵活多变。

（2）对于波束调度任务为按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务时，波束调度需要预先申请并按计划执行跟踪的任务，则采用计划跟踪模式，进行任务参数的提前上注、到点执行，保障强计划型任务的使用需求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明星载相控阵控制方法第一实施例的流程示意图；

图2是本发明星载相控阵控制方法第二实施例的流程示意图；

图3是本发明星载相控阵控制系统第一实施例的节点框图；

图4是本发明中相控阵系统的结构框图。

图中：

1-地面用户中心；2-地面站；3-测控站；4-中继卫星；5-用户星；41-相控阵系统；42-转发器；43-中心数管计算机；44-测控分系统；45-星地天线；411-调制解调单元；442-波束控制单元；443-射频移相放大通道；444-天线阵面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明第一实施例提出了一种星载相控阵控制方法，所述方法包括以下步骤：

S11、由地面用户中心发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

S12、确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；

S13、地面站对所述波束控制信息进行调制，并通过星地馈电链路将调制信号转发至所述中继卫星；

S14、所述中继卫星中的星地天线接收所述调制信号，并经转发器转发至相控阵系统；

S15、所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

需要说明的是，传统的星载相控阵系统波束控制采用的是何反射面天线相同的计划调度模式，即在计划使用前需预先申请任务，在任务开始执行前提前将任务信息上注至卫星，卫星到达任务开始时间自动执行波束指向跟踪，无法实时进行波束指向调度；仅能通过测控链路进行波束调度，再由业务链路进行数据传输，在测控链路资源调度上，存在任务优先级和资源冲突问题。

采用本实施例提出的快速上注模式，在需要波束实时响应的应用场景中，将波束调度和数据传输统一到业务链路即星地馈电链路，无需使用资源紧缺的测控链路及测控站，减少中间环节，支持波束资源随用随调，可充分发挥相控阵多波束、灵活性强的特点，简化了中继卫星波束资源申请和分配的方式。

在一实施例中，确定所述波束调度任务为波束计划跟踪任务时，所述方法还包括以下步骤：

S21、所述地面用户中心将所述用户星的运行轨道位置信息发送至测控站；

S22、所述测控站根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述中继卫星；

S23、所述中继卫星中的测控分系统接收所述测控任务信号并转发至中心数管计算机；

S24、所述中心数管计算机解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星当前轨道位置信息和所述用户星的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统；

S25、所述相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

需要说明的是，本实施例将基于测控链路的计划调度保留，在任务计划明确的情况下，可使用计划跟踪模式进行任务参数的提前上注、到点执行，保障强计划型任务的使用需求。与传统星载相控阵系统相比，支持接收业务链路而来的波束控制信息，同时兼容传统的卫星中心数管计算机控制模式。

实际应用中，根据任务需求，两个波束均可分别设置为实时调度的快速上注模式或计划跟踪模式，快速上注模式用于需要波束实时响应的调度模式，由用户中心随时发起波束调度任务，中继卫星实时响应波束调度任务；计划跟踪模式用于计划任务的调度模式，由用户中心按照用户星轨道信息和任务时间要求制定波束跟踪任务计划，中继卫星按照计划执行波束跟踪调度任务。

在一实施例中，所述步骤S15中所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，具体包括以下步骤：

从所述调制信号中解调出用于波束控制的所述移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

需要说明的是，本实施例可通过增加一台调制解调器，用于从调制信号中解调出用于波束控制的移相码，使得在波束实时调度需求下，仅使用业务链路信号即可解调出波束控制信息，进而完成波束调度任务，建立数据业务链路，有效解决了星载相控阵系统波束控制灵活性问题。

而且快速上注模式还依赖于支持波束实时响应的星载相控阵系统，与传统星载相控阵系统相比，增加一台专用调制解调器，并基于系统对控制流程进行补充，方案硬件成本较低。

在一实施例中，所述步骤S25中相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，包括以下步骤：

根据所述波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据各通道所述移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

需要说明的是，相控阵系统即可接收转发器发送的调制信号解调出移相码，也可接收中心数管计算机发送的波束跟踪角度信息并计算出各通道移相码，可完成快速上注模式波束调度任务和计划跟踪模式波束调度任务。

此外，如图3所示，本发明还提出了一种星载相控阵控制系统，所述系统包括：地面用户中心1、地面站2、中继卫星4和用户星5，所述中继卫星4包括相控阵系统41、转发器42和星地天线45；

所述地面用户中心1的信号输出端与所述地面站2连接，所述地面站2的信号输出端与所述星地天线45连接，所述星地天线45经所述转发器42与所述相控阵系统41连接，所述相控阵系统41的信号输出端与所述用户星5连接；

所述地面用户中心1用于发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星5轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

在确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心1根据中继卫星4的当前轨道位置信息和用户星5的位置信息，计算相控阵系统41执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站2；

所述地面站2用于对所述波束控制信息进行调制，并同所述中继卫星4建立星地馈电链路，将所述调制信号转发至所述星地天线45；

所述星地天线45用于接收馈电链路转发的所述调制信号，并传输至所述转发器42；

所述转发器42用于透明转发星地馈电链路信号至所述相控阵系统41；

所述相控阵系统41用于对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站2-中继星-用户星5的星地馈电链路，以供所述地面用户中心1传递业务数据。

采用本实施例提出的快速上注模式，在需要波束实时响应的应用场景中，将波束调度和数据传输统一到业务链路即星地馈电链路，无需使用资源紧缺的测控链路及测控站3，减少中间环节，支持波束资源随用随调，可充分发挥相控阵多波束、灵活性强的特点，简化了中继卫星4波束资源申请和分配的方式。

在一实施例中，所述系统还包括测控站3，所述中继卫星4还包括中心数管计算机43和测控分系统44，所述地面用户中心1的信号输出端与所述测控站3连接，所述测控站3的信号输出端与所述测控分系统44连接，所述测控分系统44经所述中心数管计算机43与所述相控阵系统41连接；

所述地面用户中心1用于将所述用户星5的运行轨道位置信息发送至所述测控站3；

所述测控站3用于根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并同所述中继卫星4建立星地测控链路，通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述测控分系统44；

所述测控分系统44将所述测控任务信号转发至所述中心数管计算机43；

所述中心数管计算机43用于解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星4当前轨道位置信息和所述用户星5的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统41；

所述相控阵系统41用于根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站2-中继星-用户星5的星地馈电链路，以供所述地面用户中心1传递业务数据。

需要说明的是，本实施例将基于测控链路的计划调度保留，在任务计划明确的情况下，可使用计划跟踪模式进行任务参数的提前上注、到点执行，保障强计划型任务的使用需求。与传统星载相控阵系统41相比，支持接收业务链路而来的波束控制信息，同时兼容传统的卫星中心数管计算机43控制模式。

在一实施例中，如图4所示，所述相控阵系统41包括调制解调单元441、波束控制单元442、射频移相放大通道443和天线阵面444，所述转发器42的信号输出端分别与所述调制解调单元441和所述射频移相放大通道443连接，所述调制解调单元441的信号输出端经所述波束控制单元442与所述射频移相放大通道443连接，所述射频移相放大通道443的信号输出端与所述天线阵面444连接，所述中心数管计算机43的信号输出端与所述波束调制单元连接；

所述调制解调单元441用于接收所述转发器42转发的波束控制信号，从所述波束控制信号中解调出用于波束控制的移相码，并将所述移相码发送至所述波束控制单元442；

所述波束控制单元442用于接收所述调制解调单元441发送的移相码，以及根据所述中心数管计算机43发送的波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并将移相码转换发送至所述射频移相放大通道443；

所述射频移相放大通道443用于将所述转发器42转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并对所述移相码进行增益、相位调整和功率放大后送至所述相控阵天线阵面444；

所述天线阵面444用于向空间辐射信号以形成波束。

需要说明的是，本实施例可通过增加一台调制解调器，用于从调制信号中解调出用于波束控制的移相码，使得在波束实时调度需求下，仅使用业务链路信号即可解调出波束控制信息，进而完成波束调度任务，建立数据业务链路，有效解决了星载相控阵系统41波束控制灵活性问题。

而且快速上注模式还依赖于支持波束实时响应的星载相控阵系统41，与传统星载相控阵系统41相比，增加一台专用调制解调器，并基于系统对控制流程进行补充，方案硬件成本较低。

需要说明的是，本发明所述星载相控阵控制系统的其他实施例或具有实现方法可参照上述各方法实施例，此处不再赘余。

此外，本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的星载相控阵控制方法。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种星载相控阵控制方法，其特征在于，所述方法包括：

由地面用户中心发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；

地面站对所述波束控制信息进行调制，并通过星地馈电链路将调制信号转发至所述中继卫星；

所述中继卫星中的星地天线接收所述调制信号，并经转发器转发至相控阵系统；

所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

2.如权利要求1所述的星载相控阵控制方法，其特征在于，确定所述波束调度任务为波束计划跟踪任务时，所述方法还包括：

所述地面用户中心将所述用户星的运行轨道位置信息发送至测控站；

所述测控站根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述中继卫星；

所述中继卫星中的测控分系统接收所述测控任务信号并转发至中心数管计算机；

所述中心数管计算机解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星当前轨道位置信息和所述用户星的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统；

所述相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

3.如权利要求1所述的星载相控阵控制方法，其特征在于，所述相控阵系统对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，包括：

从所述调制信号中解调出用于波束控制的所述移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

4.如权利要求2所述的星载相控阵控制方法，其特征在于，所述相控阵系统根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，包括：

根据所述波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码；

将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并根据各通道所述移相码进行增益、相位调整和功率放大，得到发射信号；

向空间辐射所述发射信号以形成波束，完成波束指向的调整。

5.一种星载相控阵控制系统，其特征在于，所述系统包括：地面用户中心、地面站、中继卫星和用户星，所述中继卫星包括相控阵系统、转发器和星地天线；

所述地面用户中心的信号输出端与所述地面站连接，所述地面站的信号输出端与所述星地天线连接，所述星地天线经所述转发器与所述相控阵系统连接，所述相控阵系统的信号输出端与所述用户星连接；

所述地面用户中心用于发起波束调度任务，所述波束调度任务为随机发起的波束实时调度任务或者按照用户星轨道信息和任务时间要求制定的波束计划跟踪任务；

在确定所述波束调度任务为波束实时调度任务时，所述地面用户中心根据中继卫星的当前轨道位置信息和用户星的位置信息，计算相控阵系统执行当前波束调度任务所需的波束控制信息，并发送至地面站；

所述地面站用于对所述波束控制信息进行调制，并同所述中继卫星建立星地馈电链路，将调制信号转发至所述星地天线；

所述星地天线用于接收馈电链路转发的所述调制信号，并传输至所述转发器；

所述转发器用于透明转发星地馈电链路信号至所述相控阵系统；

所述相控阵系统用于对所述调制信号进行解调，并根据解调出的移相码完成波束指向的调整，完成快速上注模式波束调度任务，建立地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

6.如权利要求5所述的星载相控阵控制系统，其特征在于，所述系统还包括测控站，所述中继卫星还包括中心数管计算机和测控分系统，所述地面用户中心的信号输出端与所述测控站连接，所述测控站的信号输出端与所述测控分系统连接，所述测控分系统经所述中心数管计算机与所述相控阵系统连接；

所述地面用户中心用于将所述用户星的运行轨道位置信息发送至所述测控站；

所述测控站用于根据所述运行轨道位置信息和卫星资源，生成测控任务信号，并同所述中继卫星建立星地测控链路，通过星地测控链路将所述测控任务信号上注至所述测控分系统；

所述测控分系统将所述测控任务信号转发至所述中心数管计算机；

所述中心数管计算机用于解调所述测控任务信号，根据所述中继卫星当前轨道位置信息和所述用户星的运行轨道位置信息计算波束跟踪角度信息，并将所述波束跟踪角度信息发送至所述相控阵系统；

所述相控阵系统用于根据波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并完成波束指向的调整，完成计划跟踪模式波束调度任务，建地面站-中继星-用户星的星地馈电链路，以供所述地面用户中心传递业务数据。

7.如权利要求6所述的星载相控阵控制系统，其特征在于，所述相控阵系统包括调制解调单元、波束控制单元、射频移相放大通道和天线阵面，所述转发器的信号输出端分别与所述调制解调单元和所述射频移相放大通道连接，所述调制解调单元的信号输出端经所述波束控制单元与所述射频移相放大通道连接，所述射频移相放大通道的信号输出端与所述天线阵面连接，所述中心数管计算机的信号输出端与所述波束控制单元连接；

所述调制解调单元用于接收所述转发器转发的波束控制信号，从所述波束控制信号中解调出用于波束控制的移相码，并将所述移相码发送至所述波束控制单元；

所述波束控制单元用于接收所述调制解调单元发送的移相码，以及根据所述中心数管计算机发送的波束跟踪角度信息，计算出各通道移相码，并将移相码转换发送至所述射频移相放大通道；

所述射频移相放大通道用于将所述转发器转发的业务链路信号功分为N个通道信号，并对所述移相码进行增益、相位调整和功率放大后送至所述天线阵面；

所述天线阵面用于向空间辐射信号以形成波束。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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