[发明专利]一种低轨卫星通信信令装置的设计方法、装置及系统

权利要求书

1.一种低轨卫星通信信令装置的设计方法，其特征在于，包括：

S1、设计覆盖地面的信令波束数量，其中信令发射的数量为Nt个，每个带宽为Bt，信令接收的数量为Nr个，每个带宽为Br，信令接收频率复用次数为Nrru，信令发射频率复用次数为Ntru，低轨卫星星座系统中的低轨卫星之间覆盖重数为Nc，发射频段为Nt*Nc/Ntru个，接收频段为Nr*Nc/Nrru个；

S2、设计多波束发射天线和接收天线，其中发射天线能够产生Nt*Nc个波束，接收天线能够产生Nr*Nc个波束；

S3、设计变频单元的变频通道，其中第一变频单元输出频段数为Nt*Nc，第二变频单元输入频段数为Nr*Nc；

S4、设计发射天线开关阵列和接收天线开关阵列，发射天线开关阵列和接收天线开关阵列的开关均被配置为通断开关，其中发射天线开关阵列开关个数为Nt*Nc，接收天线开关阵列开关个数为Nr*Nc，发射天线开关阵列中任一开关的一端连接第一变频单元的一个变频通道，另一端连接发射天线；接收天线开关阵列中任一开关的一端连接第二变频单元的一个变频通道，另一端连接接收天线；

S5、定义以下内容：

Nt个发射波束、Nt个第一变频单元的变频通道、Nt个发射天线开关阵列开关和Nt*Bt个馈电频段组成1组信令发射硬件；

Nr个接收波束、Nr个第二变频单元的变频通道、Nr个接收天线开关阵列开关和Nr*Br个馈电频段组成1组信令接收硬件；

1组信令发射硬件和1组信令接收硬件全部之和为1组信令硬件资源；

S6、当低轨卫星星座系统内的低轨卫星均正常工作情况时，低轨卫星星座中的所有卫星均采用相同的1组硬件资源；

S7、当低轨卫星星座系统内低轨卫星的星间距离小于阈值时，部分卫星通过开关控制器关闭第1组信令硬件资源，开启其他组信令硬件资源，其余部分卫星不做变动；

在低轨卫星星座系统内的低轨卫星经过需要规避的地面信关站位置及频段时，通过开关控制器，控制开关关闭对应频段的波束，启用其他频段的通道弥补相应波束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中的第一变频单元输出频段数和第二变频单元输入频段数均通过独立的物理接口输出。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当采用透明转发通信模式时，馈电天线被配置为需要的接收的总带宽为Nt*Nc*Bt，发射总带宽为Nr*Nc*Br，以及馈电天线需要产生两个波束。

4.一种由权利要求1-3所述的低轨卫星通信信令装置的设计方法设计的低轨卫星通信信令装置，其特征在于，该装置设置于卫星端，该装置包括：

发射天线开关阵列、发射天线、接收天线、接收天线开关阵列和天线控制器；

其中，所述发射天线与所述接收天线被设置为多波束天线；

所述发射天线开关阵列用于选择所述发射天线覆盖的服务区范围；

所述发射天线用于向用户端发射第一信令；

所述接收天线用于接收用户端发射的第二信令；

所述接收天线开关阵列用于选择所述接收天线覆盖的服务区范围；

所述开关控制器用于控制所述发射天线开关和所述接收天线开关的通断。

5.根据权利要求4所述的信令装置，其特征在于，还包括：

馈电天线单元；

所述馈电天线单元被配置为收发共用天线；

所述馈电天线用于接收地面信关站发送的信令，并生成所述第一信令；

所述馈电天线还用于将所述第二信令转发至地面信关站。

6.根据权利要求5所述的信令装置，其特征在于，还包括：

第一变频单元和第二变频单元：

其中，所述第一变频单元用于对所述第一信令进行变频处理；

所述第二变频单元用于对所述第二信令进行变频处理。