3。 基于 FFT 的智能天线快速方向图综合算法研究 18

3。1。 基于 FFT 的快速方向图综合技术 18

3。2。 一维线阵方向图综合 21

3。3。 三角栅格平面阵方向图综合 22

3。3。1。 快速静态方向图综合 23

3。3。2。 快速零陷跟踪方向图综合技术 24

结 论 27

致 谢 28

参 考 文 献 29

1。 引言

1。1。 研究背景及意义

卫星通信不仅在军事应用和航天科技领域有着支柱作用，也正在被大规模的应用于民用、 商业等范围中，如地球资源探索、天气预报、搜索和营救、定位以及个人通信等。与地面通 信相比，卫星通信有着许多无法比拟和替代的优势，其通信距离远，覆盖范围广，且基本不 存在信号盲点，可实现无缝连接；通信频带宽，质量高，传输容量大；方便实现多址连接， 组网方式灵活且多样化；不受陆地自然灾害的影响，不受时间、空间的限制，使用灵活方便； 建设速度快，运营维护成本低。这些独特的优势使卫星通信在现代通信中的地位愈来愈重要。论文网

低轨道（LEO）卫星作为通信卫星的一个类别，主要的特点是运行轨道低，需要采用大 星座来实现全球移动通信。由于 LEO 卫星离地球近，路径损耗低，传输时延小，能够克服静 止轨道卫星存在的种种缺陷，因此 LEO 卫星通信系统被认为是最新最有前途的卫星通信系统。 但是，由于卫星四周并无封闭的区域，而是始终敞开暴露在空中，其上行链路和下行链路极 易受到复杂电磁环境的干扰，要保证卫星通信系统正常工作，就必须消除或者有效的抑制这 些干扰，因此干扰问题是一直是卫星通信领域备受瞩目的关键问题之一。

通信抗干扰可以在空域，时域，频域或者三者混合上进行，其中空域抗干扰技术主要通 过智能天线实现。智能天线也叫自适应天线，所谓自适应性，是指天线阵可以根据一定的自 适应算法或者优化准则自动地调整电流权值系数。星载智能天线是在自适应天线的基础上， 能在信号入口处抑制干扰的运用在星载平台上的新型天线。它的的基本思想是星上天线阵能 够同时产生多个子波束（点波束）来覆盖地球上我们所关心的区域，波束满足等通量（到达 地球表面的波束增益相同），并且每个子波束能根据一定的算法或准则自动地调整指向和零点， 从而处于最佳的工作状态。因为基于数字波束形成(Digtal Beam Forming ,DBF)技术的智能天 线能够在数字域内非常灵活地形成所需要的波束，当它处于发射状态时能产生高增益低旁瓣 电平的波束，使得卫星信号小容易被敌方截获；当它处于接收状态时能自动地将方向图零点 对准干扰方向，同时保证在期望信号方向的增益几乎不受影响，达到存在干扰时卫星转发器 仍能正常工作的目的[2]。正是因为智能天线同时具备低截获概率和抑制干扰的能力，所以它 被认为是“所能想到的卫星星载设备中最好的抗干扰手段，也是最好方法之一”[3]。而随着 数字波束形成技术的应用，低轨道（LEO）卫星通信多波束天线不仅可以同时形成多个对地文献综述

等通量覆盖的低旁瓣赋形波束，实现大张角覆盖区域的等灵敏度通信，也具备了通信过程中 实时调整方向图零陷位置动态抑制干扰的能力。然而快速，稳健的高性能波束赋形算法仍然 制约着上述功能在星载平台上的应用。因此，寻找快速稳健，运算量小的高性能波速赋形算 法具有重要的理论价值和现实意义。