【技术实现步骤摘要】
一种基于液晶光学多波束天线的分布式星群组网方法
[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，尤其涉及一种基于液晶光学多波束天线的分布式星群组网方法。
技术介绍
[0002]空间分布式星群具有轨位利用率高、合成波束覆盖范围大、支持柔性重构、在轨自愈和分布式联合计算等优点，是构建天基骨干网络的重要途径之一。考虑到未来空间信息网络的海量数据传输需求和用户对各类信息业务的高实时性要求，分布式星群将采用激光链路进行组网和数据传输。传统激光通信通常采用机械式光学天线进行点对点激光通信，而分布式星群群内高速激光网络要求卫星节点具备高动态、一对多、准全向的传输能力，若单纯依靠搭载更多的传统机械式光学天线，将对分布式星群小卫星平台的负载能力提出极大挑战。液晶光学多波束天线作为结合微波相控阵天线技术与液晶电光特性的新型无机械波束扫描控制器件，具备多波束生成和多波束赋形能力，且具有体积小、功耗低、成本低等特点，能够为实现高速激光组网提供重要技术手段。基于液晶光学多波束天线的星间高速激光网络存在激光链路距离受限、指向角度受限和链路建立耗时长等限制，在分...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于液晶光学多波束天线的分布式星群组网方法，其特征在于，具体步骤包括：S1，分布式星群包括S颗卫星，每颗卫星装载N个液晶光学多波束天线，分布式星群内部采用网状结构进行组网通信；液晶光学多波束天线由液晶光学相控阵器件构成；根据液晶光学多波束天线的性能指标，分布式星群进行群内组网通信，液晶光学多波束天线的性能指标包括其支持的多波束数量、波束指向偏转角度、偏转精度、有效光学口径、光束束散角和透射效率；支持的多波束数量是指该天线能够同时产生的相互独立的激光波束的数量，该性能指标约束了各天线所能同时建立的激光通信链路的数量上限；波束指向偏转角度指天线波束指向最大能偏离天线平面法向量的角度，该性能指标约束了激光通信终端的可视范围；偏转精度指天线波束指向角度的精确度，该性能指标约束了星间的激光通信链路建立过程中液晶光学多波束天线的跟瞄能力；有效光学口径和光束束散角分别指能够用于激光信号收发的光学天线口径和天线发射激光光束的发散角度；透射效率指天线对光束的透射率，该性能指标约束了天线发送和接收光信号功率的强度；S2，根据液晶光学多波束天线的性能指标，确定卫星之间的多波束激光链路的边界条件；S3，设计分布式星群的多星共位策略；S4，设计分布式星群群内网络拓扑管控方法。2.如权利要求1所述的基于液晶光学多波束天线的分布式星群组网方法，其特征在于，所述的步骤S2，其具体步骤包括：分布式星群进行群内组网通信时，采用零差BPSK调制方法进行星间激光通信，星间激光通信的发射端产生的信号光功率和噪声光功率分别为S
t
和N
t
，则发射端的激光发射终端的输出光功率P
t
为：P
t
＝S
t
+N
t
,星间激光通信的接收端接收到的光功率P
r
为：P
r
＝S
r
+N
r
＝S
t
L
oss
+N
t
L
oss
,其中，S
r
和N
r
分别表示接收到的信号光和噪声光功率，L
oss
为链路总损耗，其计算公式为：其中，D
link
为星间激光通信的链路距离，d
T
和d
R
分别为发射天线和接收天线的有效光学口径，为光束束散角，η
t
和η
r
分别为发送端和接收端天线的透射效率，θ
t
和θ
r
分别为波束指向与发送天线和接收天线平面法向量的夹角，L
ATP
为激光通信链路的捕获、跟踪和对准的失配损耗；采用零差BPSK调制方法的星间激光通信链路的Q因子表示为：其中，R为接收端的光电探测器响应度，P
LO
为接收端的本振激光器功率，σ为接收端的噪声标准差；从而进一步得到采用零差BPSK调制方法的星间激光通信链路的误码率的表达式为：
其中，erfc为互补误差函数，星间激光通信链路的误码率上限为BER
th
，令星间激光通信链路的误码率BER等于误码率上限BER
th
，从而得到卫星之间的多波束激光链路的边界条件，即链路最大传输距离D
max
。3.如权利要求1所述的基于液晶光学多波束天线的分布式星群组网方法，其特征在于，所述的步骤S3，分布式星群中的卫星采用平经度
‑
平偏心率隔离策略实现多星共位...
【专利技术属性】
技术研发人员：何元智，刘韵，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：
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