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一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法

张薇 何宏伦 王玮

张薇, 何宏伦, 王玮. 一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(10): 2848-2853. doi: 10.11999/JEIT200559
引用本文: 张薇, 何宏伦, 王玮. 一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(10): 2848-2853. doi: 10.11999/JEIT200559
Wei ZHANG, Honglun HE, Wei WANG. An Algorithm of Antenna Beam Direction for Beidou Short-message Communication[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(10): 2848-2853. doi: 10.11999/JEIT200559
Citation: Wei ZHANG, Honglun HE, Wei WANG. An Algorithm of Antenna Beam Direction for Beidou Short-message Communication[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(10): 2848-2853. doi: 10.11999/JEIT200559

一种适用于北斗短报文通信的天线波束指向算法

doi: 10.11999/JEIT200559
详细信息
    作者简介:

    张薇:女,1987年生,硕士,高级工程师,主要研究方向为卫星通信数据链系统和天线设计

    何宏伦:男,1979年生,硕士,高级工程师,主要研究方向为卫星通信数据链系统设计

    王玮:女,1981年生,硕士,工程师,主要研究方向为北斗短报文通信和可靠性设计

    通讯作者:

    张薇 wzhang1987@163.com

  • 中图分类号: TN927.2

An Algorithm of Antenna Beam Direction for Beidou Short-message Communication

  • 摘要: 针对北斗短报文通信中载体天线波束指向北斗卫星的问题,该文提出一种天线波束指向算法。该算法根据载体所处的地理位置和姿态,计算出指向北斗卫星的天线波束指向角。根据载体天线的合成波束增益和所处地理位置的北斗卫星波束增益,选择出最优的北斗卫星,并将天线波束指向该卫星。该方法可以保证载体运动过程中,天线合成波束实时指向最优北斗卫星,最大限度地提高了北斗短报文通信性能。
  • 图  1  天线波束指向算法原理框图

    图  2  载体运动姿态角

    图  3  最优短报文波束号

    图  4  总链路增益

    图  5  天线波束指向角-俯仰角

    图  6  天线波束指向角-方位角

    图  7  天线波束指向角定义

    图  8  总能量最大短报文波束

    图  9  总能量最大短报文波束的链路增益

    图  10  总能量最大短报文波束的天线波束指向角-俯仰角

    图  11  总能量最大短报文波束的天线波束指向角-方位角

    表  1  北斗卫星短报文波束能量查找表示意图(dB)

    纬度(°)经度(°)
    7071$ \cdots $143145
    5P1,1P1,2$ \cdots $P1,75P1,76
    6P2,1P2,2$ \cdots $P2,75P2,76
    $ ⋮ $$ \cdots $$ \cdots $$ \ddots $$ \cdots $$ \cdots $
    55P51,1P51,2$ \cdots $P51,75P51,76
    下载: 导出CSV

    表  2  天线合成波束增益查找表示意图(dB)

    方位角(°)俯仰角(°)
    05$ \cdots $8590
    0G1,1G1,2$ \cdots $G1,18G1,19
    5G2,1G2,2$ \cdots $G2,18G2,19
    $ ⋮ $$ \cdots $$ \cdots $$ \ddots $$ \cdots $$ \cdots $
    360G73,1G73,2$ \cdots $G73,18G73,19
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈玉卿. 基于北斗短报文通信的用电信息采集系统研究[D]. [硕士论文], 合肥工业大学, 2019.

    CHEN Yuqing. Studies on power consumption information collection system based on Beidou short message communication[D]. [Master dissertation], Hefei University of Technology, 2019.
    [2] 郑汉杰, 柯金发, 邵海明, 等. 基于北斗短报文安全传输的用电信息采集系统应用研究[J]. 信息技术与网络安全, 2019, 38(3): 94–98. doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2019.03.022

    ZHENG Hanjie, KE Jinfa, SHAO Haiming, et al. Application research of power consumption information collection system based on safe transmission of Beidou short messages[J]. Information Techology and Network Security, 2019, 38(3): 94–98. doi: 10.19358/j.issn.2096-5133.2019.03.022
    [3] 刘艳, 刘晓莉, 石书祝, 等. 北斗短报文电网状态监测及应急通信系统[J]. 自动化与仪表, 2015, 30(1): 43–47. doi: 10.3969/j.issn.1001-9944.2015.01.010

    LIU Yan, LIU Xiaoli, SHI Shuzhu, et al. Beidou SMS condition monitoring and emergency communication systems for power grid[J]. Automation &Instrumentation, 2015, 30(1): 43–47. doi: 10.3969/j.issn.1001-9944.2015.01.010
    [4] 陈海生, 郭晓云, 王峰, 等. 基于北斗短报文的渔获信息压缩传输方法[J]. 农业工程学报, 2015, 31(22): 155–160. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.22.021

    CHEN Haisheng, GUO Xiaoyun, WANG Feng, et al. Fishery harvesting information compressing and transmitting method based on Beidou short message[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(22): 155–160. doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.22.021
    [5] 邵灿辉. 基于北斗通信技术的水情自动测报系统设计[J]. 自动化与仪表, 2019, 34(2): 58–61. doi: 10.3969/j.issn.1001-9944.2019.02.014

    SHAO Canhui. Design of automatic water regime measuring and forecasting system based on Beidou communication technology[J]. Automation &Instrumentation, 2019, 34(2): 58–61. doi: 10.3969/j.issn.1001-9944.2019.02.014
    [6] 缪袁泉, 丁琪, 胡知斌. 基于北斗短报文功能的疏浚船舶数据传输系统设计[J]. 中国港湾建设, 2014(10): 53–56. doi: 10.7640/zggwjs201410015

    MIAO Yuanquan, DING Qi, and HU Zhibin. Design of dredging data transmission system based on Beidou satellite SMS[J]. China Harbour Engineering, 2014(10): 53–56. doi: 10.7640/zggwjs201410015
    [7] 项顺伯, 李云鹤, 徐兵. 基于北斗卫星通信的应急救援平台的设计[J]. 微型电脑应用, 2019, 35(1): 22–24.

    XIANG Shunbo, LI Yunhe, and XU Bing. Design of emergency rescue platform based on Beidou satellite communication[J]. Microcomputer Applications, 2019, 35(1): 22–24.
    [8] 张志峰, 李中学. 应急状况下北斗短报文通信功能的应用[J]. 计算机测量与控制, 2018, 26(10): 276–279, 285. doi: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2018.10.059

    ZHANG Zhifeng and LI Zhongxue. Application of short message communication function of Beidou in emergency situation[J]. Computer Measurement &Control, 2018, 26(10): 276–279, 285. doi: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2018.10.059
    [9] 陶德桂, 刘关心. 基于北斗短报文通信的无人机安控系统[J]. 电光与控制, 2018, 25(6): 98–101. doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2018.06.021

    TAO Degui and LIU Guanxin. UAV safety control system based on Beidou short-message communication[J]. Electronics Optics &Control, 2018, 25(6): 98–101. doi: 10.3969/j.issn.1671-637X.2018.06.021
    [10] 唐庆辉, 边少锋, 李厚朴, 等. 基于北斗短报文通信的装备远程保障平台[J]. 舰船电子工程, 2016, 36(6): 96–97, 137. doi: 10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.026

    TANG Qinghui, BIAN Shaofeng, LI Houpu, et al. Equipment remote support platform based on BeiDou short-message communication[J]. Ship Electronic Engineering, 2016, 36(6): 96–97, 137. doi: 10.3969/j.issn.1672-9730.2016.06.026
    [11] 魏晨曦. 美军天基通用数据链及发展[J]. 航天电子对抗, 2015, 31(2): 20–23.

    WEI Chenxi. US military space common data link and its development[J]. Aerospace Electronic Warfare, 2015, 31(2): 20–23.
    [12] 何兵, 刘刚, 鲜勇, 等. 基于空间信息资源的巡航导弹可控攻击技术[J]. 信息与电子工程, 2012, 10(5): 538–541.

    HE Bing, LIU Gang, XIAN Yong, et al. Cruise missile controlled attacking technology based on space information and resources[J]. Information and Electronic Engineering, 2012, 10(5): 538–541.
    [13] 关新锋, 范竞往, 王小岛, 等. 一种基于北斗RDSS短报文的天基测控方法[J]. 航天器工程, 2019, 28(3): 20–26. doi: 10.3969/j.issn.1673﹣8748.2019.03.004

    GUAN Xinfeng, FAN Jingwang, WANG Xiaodao, et al. A space﹣based TT& C Method based on BeiDou RDSS short message[J]. Spacecraft Engineering, 2019, 28(3): 20–26. doi: 10.3969/j.issn.1673﹣8748.2019.03.004
    [14] 陈利虎, 王世练, 张尔扬. 导弹飞控数据链中星弹链路的信道建模与仿真[J]. 系统工程与电子技术, 2007, 29(6): 971–973. doi: 10.3321/j.issn:1001-506X.2007.06.032

    CHEN Lihu, WANG Shilian, and ZHANG Eryang. Modeling and simulation of missile satellite-missile link channel in flying-control data-link[J]. Systems Engineering and Electronics, 2007, 29(6): 971–973. doi: 10.3321/j.issn:1001-506X.2007.06.032
    [15] 秦峰, 赵洪峰, 刘伟鹏. 基于波束指向对准的空空导弹短报文数据链技术研究[J]. 空天防御, 2019, 2(2): 16–22. doi: 10.3969/j.issn.2096-4641.2019.02.004

    QIN Feng, ZHAO Hongfeng, and LIU Weipeng. Research on short message data link of air-to-air missile based on beam alignment[J]. Air &Space Defense, 2019, 2(2): 16–22. doi: 10.3969/j.issn.2096-4641.2019.02.004
    [16] 王旭, 谢菊兰, 何子述, 等. 一种基于空频结构与空时结构权值转换的精确宽带波束赋形算法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(5): 1032–1039. doi: 10.11999/JEIT180545

    WANG Xu, XIE Julan, HE Zishu, et al. An accurate wideband beampattern synthesis method based on the space-frequency structure and the space-time structure conversion[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(5): 1032–1039. doi: 10.11999/JEIT180545
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-07
  • 修回日期:  2020-12-18
  • 网络出版日期:  2021-02-06
  • 刊出日期:  2021-10-18

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