СИСТЕМА ДЛЯ УПРОЩЕНИЯ ОБРАБОТКИ РЕКОНФИГУРИРУЕМОЙ ДИАГРАММООБРАЗУЮЩЕЙ СХЕМЫ В ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКЕ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО СПУТНИКА

1. Способ формирования диаграммы направленности для антенны телекоммуникационного космического аппарата, причем антенна содержит фазированную антенную решетку, и антенна обеспечивает множество лучей связи в пределах предопределенной географической области, причем способ состоит в том, что:
предоставляют фазированную антенную решетку как множество антенных элементов, каждый антенный элемент имеет сигнал антенного элемента, имеющий фазовое соотношение и амплитудное соотношение с сигналами других элементов, и разделяют упомянутые антенные элементы на множество перекрывающихся подрешеток, каждая подрешетка содержит подмножество всех антенных элементов фазированной решетки, и по меньшей мере некоторые или все антенные элементы участвуют в более чем одной подрешетке,
назначают элементам каждой подрешетки соответствующие веса формирования диаграммы направленности подрешетки, и назначают каждой подрешетке соответствующие веса формирования главного луча для упомянутого множества лучей связи, чтобы составная диаграмма излучения антенны обеспечивала упомянутое множество лучей связи в пределах упомянутой области,
при этом упомянутое минимальное значение направленности антенны определяется процессом оптимизации, включающим в себя изменение итерациями упомянутых весов формирования диаграммы направленности решетки, вместе с определением направленности луча на каждой упомянутой итерации.
2. Способ по п.1, в котором упомянутая антенна выполнена с размерами для обеспечения покрытия на глобальной зоне, и упомянутая область содержит ограниченную часть упомянутой глобальной зоны.
3. Способ по п.2, в котором упомянутая область содержит две или более географически отдельных зоны.
4. Способ по п.2, в котором упомянутый космический аппарат является геостационарным спутником.
5. Способ по п.1, в котором упомянутые лучи являются сфокусированными лучами, каждый из которых имеет по меньшей мере предопределенное минимальное значение направленности антенны.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором упомянутые веса формирования главного луча дополнительно оптимизируются с целью комбинирования направленности луча на краях и уровней боковых лепестков.
7. Способ по любому из пп.1-5, в котором каждой подрешетке назначается набор весов, который является таким же, как наборы, назначенные другим подрешеткам.
8. Способ по любому из пп.1-5, в котором упомянутые веса формирования диаграммы направленности подрешетки выражены в аналоговой форме, а упомянутые веса формирования главного луча выражены в цифровой форме.
9. Фазированная антенная решетка, причем антенна обеспечивает покрытие на предопределенной географической области и обеспечивает множество лучей в пределах упомянутой области, содержащая:
множество антенных элементов, каждый антенный элемент имеет сигнал антенного элемента, имеющий фазовое соотношение и амплитудное соотношение с сигналами других элементов, и упомянутые антенные элементы разделяются на множество перекрывающихся подрешеток, каждая подрешетка содержит подмножество всех антенных элементов фазированной решетки, и по меньшей мере некоторые из антенных элементов участвуют в более чем одной подрешетке,
диаграммообразующую схему подрешеток, которая назначает элементам каждой подрешетки соответствующие веса формирования диаграммы направленности подрешетки, и
схему формирования главного луча, которая назначает каждой подрешетке веса формирования главного луча для каждого из упомянутого множества лучей, чтобы сформировать упомянутое множество лучей в пределах упомянутой области,
при этом веса формирования диаграммы направленности подрешетки, назначенные каждой подрешетке, оптимизированы для достижения желательного уровня упомянутой направленности для упомянутого множества лучей посредством процесса оптимизации, при этом упомянутые веса формирования диаграммы направленности подрешетки изменяются по значению итерациями, и на каждой итерации определяются значения весов формирования главного луча, назначенные упомянутым подрешеткам.
10. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой по меньшей мере некоторые из упомянутых лучей имеют упомянутое желательное значение направленности, которое является по меньшей мере предопределенным минимальным значением.
11. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой каждая упомянутая подрешетка имеет, по существу, подобный набор весов формирования диаграммы направленности подрешетки, назначенных другим подрешеткам.
12. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой упомянутые подрешетки имеют, по существу, подобную геометрическую конфигурацию.
13. Фазированная антенная решетка по п.9, причем, упомянутые лучи являются лучами связи, и фазированная антенная решетка предназначена для телекоммуникационного космического аппарата.
14. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой упомянутая антенна выполнена с размерами для обеспечения покрытия на глобальной зоне, и упомянутая область содержит ограниченную часть или более чем одну часть упомянутой глобальной зоны.
15. Фазированная антенная решетка по п.14, при этом упомянутый космический аппарат является геостационарным спутником.
16. Фазированная антенная решетка по п.9, при этом фазированная антенная решетка сформирована в двух измерениях, и каждая подрешетка продолжается по обоим измерениям.
17. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой упомянутая диаграммообразующая схема подрешетки назначает каждой подрешетке набор весов, который является таким же, как наборы, назначенные другим подрешеткам.
18. Фазированная антенная решетка по п.9, в которой упомянутая диаграммообразующая схема подрешетки включает в себя соответствующее аналоговое средство сдвига фазы и соответствующее аналоговое средство сдвига коэффициента усиления, связанные каждым антенным элементом.
19. Фазированная антенная решетка по любому из пп.9-18, причем фазированная антенная решетка имеет функцию приема, а упомянутая диаграммообразующая схема подрешетки включает в себя, для каждой подрешетки, средство комбинирования сигналов для сигналов элементов подрешетки, чтобы выдавать комбинированный выходной сигнал на выходной порт подрешетки.
20. Фазированная антенная решетка по п.19, причем фазированная антенная решетка имеет функцию приема и включает в себя средство преобразования с понижением частоты для преобразования с понижением частоты выходных сигналов подрешетки или для преобразования с понижением частоты сигналов отдельных элементов.
21. Фазированная антенная решетка по п.19, включающая в себя средство аналого-цифрового преобразования для оцифровывания выходных сигналов каждой подрешетки, средство частотного демультиплексирования для демультиплексирования выходного сигнала каждой подрешетки во множество (K) сигналов каналов и соответствующую цифровую диаграммообразующую схему для каждого из упомянутого множества (K) каналов, присоединенную для приема сигнала соответствующего канала с выхода каждой подрешетки и выполненную с возможностью применения комплексного веса к каждому упомянутому сигналу канала и для суммирования взвешенных сигналов каналов, чтобы выдавать выходной сигнал канала.
22. Фазированная антенная решетка по п.21, включающая в себя множество цифровых диаграммообразующих схем для одного из упомянутого множества (K) каналов для выдачи множества выходных сигналов канала для такого канала для повторного использования частот.
23. Фазированная антенная решетка по любому из пп.9-18, включающая в себя средство аналого-цифрового преобразования для оцифровывания выходных сигналов каждой подрешетки и включающая в себя средство БПФ, присоединенное для приема оцифрованных сигналов и включающее в себя упомянутую схему формирования главного луча, и выполненное с возможностью выдачи выходного сигнала, представляющего множества сфокусированных лучей.
24. Фазированная антенная решетка по любому из пп.9-17, в которой диаграммообразующая схема подрешетки выполнена в цифровой форме.
25. Фазированная антенная решетка по любому из пп.9-18, в которой схема формирования главного луча и диаграммообразующая схема подрешетки выполнены в аналоговой форме.
26. Фазированная антенная решетка по любому из пп.9-18, при этом фазированная антенная решетка имеет функцию передачи, и для каждой подрешетки упомянутая диаграммообразующая схема подрешетки включает в себя средство распределения сигналов, присоединенное к входному порту подрешетки, для выдачи сигналов элементов подрешетки.
27. Фазированная антенная решетка по п.26, включающая в себя соответствующую цифровую диаграммообразующую схему для каждого из множества (K) каналов связи, выполненную с возможностью применения комплексного веса к каждому упомянутому сигналу канала,
средство мультиплексирования для объединения взвешенных сигналов каналов во множество выходных сигналов, содержащих соответствующий сигнал для каждой подрешетки, и
цифроаналоговое средство для преобразования выходных сигналов средства мультиплексирования в аналоговую форму.
28. Способ оптимизации для определения параметров формирования диаграммы направленности фазированной антенной решетки, причем антенна обеспечивает покрытие на предопределенной географической области и множество лучей в пределах упомянутой области, антенна имеет множество антенных элементов, каждый антенный элемент выдает сигнал антенного элемента, имеющий фазовое соотношение и амплитудное соотношение с сигналами других элементов, и антенные элементы разделяются на множество перекрывающихся подрешеток, каждая подрешетка содержит подмножество всех антенных элементов фазированной решетки, и по меньшей мере некоторые из антенных элементов участвуют в более чем одной подрешетке, причем способ оптимизации содержит:
первый этап, на котором веса формирования диаграммы направленности подрешетки, назначенные каждой подрешетке, устанавливаются в начальные значения, и
второй этап, на котором определяются значения весов формирования главного луча, назначенные упомянутым подрешеткам, для обеспечения значений направленности в местоположениях по меньшей мере некоторых из упомянутых лучей; и
итерационное повторение упомянутых первого и второго этапов, заключающееся в том, что изменяют значения упомянутых весов формирования диаграммы направленности подрешетки до тех пор, пока не будет достигнут желательный уровень упомянутой направленности для упомянутых лучей.
29. Способ оптимизации по п.28, в котором на упомянутом втором этапе упомянутые значения весов формирования главного луча определяются для выдачи пиковых значений направленности в упомянутых местоположениях.
30. Способ оптимизации по п.28, включающий определение общего размера антенны на основании требования к направленности сфокусированного луча.
31. Способ оптимизации по п.28, включающий определение размера/интервала отдельного элемента на основании размера запретной зоны дифракционного максимума решетки.
32. Способ оптимизации по п.28, включающий определение интервала портов упомянутых подрешеток из максимального размера упомянутой области.
33. Способ оптимизации по п.28, включающий определение размера подрешеток и степени перекрытий посредством итерационного повторения последовательности операций по п.28.
34. Способ оптимизации по любому из пп.28-32, в котором начальные веса в пределах каждой подрешетки установлены как все равные или для максимизации минимальной направленности подрешетки в упомянутой области.
35. Способ оптимизации по любому из пп.28-32, включающий в себя дополнительную оптимизацию, при этом упомянутые веса формирования главного луча оптимизируются с целью комбинирования направленности лучей на краях и уровней боковых лепестков.