引言
由于卫星通信的开放性,以及采用广播式的通信方式,通信卫星的上下行链路极易受到干扰。目前广泛采用的抗干扰技术有频域抗干扰技术、时域抗干扰技术、空域抗干扰技术及其组合的方法[1],其中空域抗干扰技术主要通过智能天线实现。
智能天线利用多个窄波束跟踪多个期望用户,接收模式下,抑制来自期望波
束主瓣之外的信号;发射模式下,使期望用户方向的信号功率最大,主瓣外非期
望用户受到的干扰最小,这种在数字域动态地形成所需要的波束的方法称为波束
形成技术。
目前,星载多波束天线一般多采用天基波束形成的方式。但由于波束形成完全在星上实现,给卫星带来很大的功耗、质量、造价和信号处理负担。尤其在星载阵元数量大的应用场景,面对波束形成实现瓶颈,卫星将不堪重负。因此,可将全部或部分波束形成任务由星上转移到地面信关站来完成。在这种情况下,波束形成系统将从星上经由馈电链路延伸至地面信关站,天基部分与地基部分相结合,整体实现波束形成功能。这种技术体系可称之为天地一体波束形成。在该体系中,波束形成的实现架构主要包括地基波束形成和天基-地基混合波束形成。对地基波束形成而言,波束形成全部在地面信关站实现;而对于天基-地基混合波束形成,波束形成则在星上和信关站分两级实现[2]。
本文首先介绍了星载/地基/混合波束形成的方案,同时给出了方案间的一些比较,从比较中不难发现技术发展的规律。然后讨论了自适应波束形成算法,馈电链路校准和馈电链路带宽压缩等关键技术。
一、三种波束形成方案
1、星载波束形成
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