GEO移动通信卫星多波束天线指向测量与精度分析

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1、Vol_21No．2航天器工程第21卷第2期28SPACECRAFTENGINEERING2012年4月GEO移动通信卫星多波束天线指向测量与精度分析陈东刘乃金马静(1中国空间技术研究院，北京100O94)(2航天系统仿真重点实验室，北京100854)摘要讨论了地球静止轨道移动通信卫星多波束天线指向测量问题。基于比幅单脉冲原理，给出了天线指向测量的最大似然估计方法，并分析了该方法的测量精度和测量误差分布，指出测量误差的构成包括系统定标误差和估计误差，误差分布服从正态分布。仿真结果表明，当信噪比高于20dB时，测量

2、精度随信噪比增大的改善变缓，此时精度主要取决于定标误差。当通道不确定性高于1dB(a)时，测量精度受通道稳定性影响显著。关键词地球静止轨道移动通信卫星；多波束天线；指向测量；比幅单脉冲；最大似然估计中图分类号：TN927文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．02．005MultibeamAntennaPointingMeasurementandPrecisionAnalysisforGeostationaryMobileCommunicationsSatelliteCH

3、ENDongLIUNaijinMAJing。(1ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)(2ScienceandTechnologyonSpaceSimulationLaboratory，Beijing100854，China)Abstract：Inthispaper，themultibeamantennapointingmeasurementforgeostationarymobilecommunicationssatellitesisdiscusse

4、d．Basedonamplitudecomparisonmonopulseprinciple，amaximumlikelihoodestimationoftheantennapointingisgiven．Theestimationgivesthepoint—ingmeasurementprecisionanderrordistribution．Thepointingerroriscomposedofcalibrationerrorandestimationerror，whilethepointingerrorf

5、ollowsnormaldistribution．SimulationresultsshowthattheprecisionimprovementslowsdownandtheprecisionmainlydependsonthecalibrationerrorwhenSNRisgreaterthan20dB．Moreover，itislargelyaffectedbychannelsta—bilitywhentheuncertaintyisgreaterthan1dB(a)inthesimulation．Key

6、words：geostationarymobilecommunicationssatellite；multibeamantenna；pointingmea—surement；amplitudecomparisonmonopulse；maximumlikelihoodestimation持移动终端，克服传播距离长导致的信号衰减和星1引言上发射功率有限等困难，需要借助大型星载天线技术和多波束技术，在保证覆盖范围的情况下，提高波地球静止轨道移动通信卫星系统为支持地面手束的等效全向辐射功率(EIRP)。目前具有代表性收稿

7、日期：2012—0308；修回日期：2012—03—21基金项目：国家国际科技合作专项项目(编号：S2Ol2ZRO294)作者简介：陈东(1982一)，男，博士，研究方向为移动通信、卫星通信、信号检测与估计。Email：phd．dchen@gmail．COrn。第2期陈东等：GEO移动通信卫星多波束天线指向测量与精度分析29的在轨地球静止轨道移动通信卫星包括国际移动卫法测量精度的提高。本文研究结果对移动通信卫星星一4(Inmarsat一4)、亚洲蜂窝卫星(Garuda一1)、瑟拉天线指向测量系统的工程设计具有参考

8、意义。亚卫星(Thuraya)及2009年发射的“地网星”(Ter—reStar)。Garuda一1装有两副12m口径收发分离的2天线指向测量基础伞状大型可展开天线，Thuraya装有一副12m口径收发共用的周边桁架式网状大型可展开天线，而卫星天线指向测量自20世纪90年代就已经获2009年发射的TerreStar的反射面天线口径甚至达得应用。为英国提供电视直播服务的UN