[发明专利]一种星地通信系统和方法

摘要

本发明涉及星地通信，特别涉及一种使用涡旋波束进行星地通信的系统和方法。所述方法包括：先对多路信号进行编码调制，选定涡旋波束模式，根据特定模式的涡旋波束的场分布，通过相控阵阵元生成相互正交的涡旋波束。所述涡旋波束通过真空及空气传输介质照射到分布式地面天线阵列，由分布式地面天线阵列进行信号接收和处理。该方法扩展了星地信号传输的可用带宽，并提高了保密性。

主权项

1.一种星地通信系统，包括卫星和地面系统；其特征在于，所述卫星用于通过上行链路接收地面控制系统发送的控制信号，控制遥感观测设备对目标进行侦查，对获得的数据进行处理，根据天线阵控制信息控制相控阵天线的各阵元产生带涡旋波束，将处理后的数据分别调制到各阵元产生的涡旋波束上,通过下行链路发送至由多个地面站组成的分布式地面天线阵列；所述对获得的数据进行处理，根据天线阵控制信息控制相控阵天线的各阵元产生带涡旋波束，包括：将获得的数据按照阵元数N分为对应的N路；将各路数据调制到相同频率f的输入波形上作为A路数据A1、A2、……、AN；同时，A1、A2、……、AN各路之间的时延为(1/f)s，相位差为2π/N；以(1/f)s时延产生与A路数据波形相同，相位差为2π/N的B路数据B1、B2、……、BN；将A1与B1同时输入天线阵元1，将A2与B2同时输入天线阵元2，……，将AN与BN同时输入天线阵元N，各天线阵元根据A、B两路数据生成正交模式的天线阵元时域信号；各阵元产生的不同正交模式的天线阵元时域信号叠加后的波束即为相互正交的多个模式涡旋波束的叠加；所述地面系统包括地面控制系统和地面接收系统；所述地面控制系统用于对卫星进行操纵和控制；所述地面接收系统为负责接收卫星无线电信号的地面接收站，分为两类，一类地面站组成分布式地面天线阵列，用于接收涡旋波束，将数据传输到中心地面站；另一类为中心地面站，用于对分布式地面天线阵列所获得的数据进行处理，得到原始数据。