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4 静态方向图优化——基于迭代法的波束综合法 36
4.1 迭代法介绍.. 36
4.1.1 迭代法的概念. 36
4.1.2 迭代法解决问题的三方面 36
4.2 重构代价函数 37
4.3 建立迭代关系式. 39
4.4 综合方向图.. 40
4.5 仿真结果. 40
5 零陷方向图优化 42
5.1 基本思想. 42
5.2 仿真结果. 42
结论 46
致谢 47
参考文献.. 48
1 绪论 1.1 研究历史背景和意义 卫星通信系统具有通信距离远、覆盖面积大、传输质量高、部署灵活、组网灵活、不受地理环境条件限制等优点，使得其信息传输和发布速度快、范围广。低轨道(LEO)卫星系统相对其他轨道的卫星系统来说，具有传播时延短、路径损耗低、便于用户终端小型化等特点。小卫星能够快速吸纳新技术，而且发射费用较低，能随时机动发射，系统顽存性强。我国幅员辽阔，地形复杂；人口众多，且分布不均，对于大容量宽覆盖的实时低轨卫星通信有强烈的现实需求和军事需求[1,2]。
随着卫星通信的发展，通信卫星的数量越来越多，而静止同步卫星轨道只有一条，这就要求它能尽可能多地容纳各国所发射的静止同步轨道卫星。由于地面站和卫星的天线尺寸不可能做得很大，故它们的方向性就不会很好，所以当工作频率相同的静止同步轨道卫星靠得太近时，地面站就会干扰邻近的卫星，从而出现系统间的干扰[3]。近年来为使静止同步卫星轨道能容纳更多的卫星，减小系统间的干扰，卫星天线开始使用多波束天线(Multiple-beam Antenna)技术以ᨀ高方向性。
1.2 国内外研究动态 1.2.1 卫星波束赋形概述 二十世纪九十年代以来，随着个人通信和Internet的迅猛发展，各国纷纷推出基于星座卫星的移动通信系统，其中包括 LEO 卫星通信系统：Globalstar 系统，Iridium 系统，Orbcomm 系统。在中低轨通信卫星的应用中，波束赋形技术是其中非常关键的技术[l,2,21-24]。源]自{751·~论\文}网·www.751com.cn/ 波束赋形是指产生所需要的不规则方向图从而实现对特定区域的覆盖。对于接收波束，波束的赋形可以减少来自服务区外的干扰，或者降低波束之间的同信道干扰。对于发射波束，波束赋形的主要目的是减少功率浪费。这种功率浪费主要来自两方面。一种是波束覆盖了非服务区，例如国土之外,或者无用户的沙漠和海域。另一种是在所需要的覆盖区域边缘波束增益不能快速下降，这种增益的渐变也会造成功率的浪费。这主要是天线口径受限造成的，由于运载火箭运载能力的限制，普通的实反射面天线口径被限制在 2m—3m。要解决此问题需要采用大型可展开天线。例如TRW公司的大型可展开天线孔径能够达到30m。 早期的赋形波束天线由单个馈源加反射而实现[4],图 1.1 显示了用这种方式对美国大陆进行波束覆盖的情形。