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面向低轨卫星的多天线数字波束合成技术完成可行性验证 |
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本报讯(记者朱汉斌)近日,鹏城实验室联合哈尔滨工业大学(深圳)卫星通信研究团队在面向低轨卫星的多天线数字波束合成技术关键外场实验中取得突破性进展。经过数十轨次的反复测试,研究人员验证了多天线数字波束收发合成技术在高动态低轨卫星星地通信场景下的技术可行性。
当前,我国正大力推进低轨卫星通信星座的部署,迫切需要新理论和新技术,突破传统低轨卫星通信系统能力瓶颈——既要满足未来大规模低轨卫星星座场景下同时跟踪多星的需求,又要在保证通信质量的同时尽可能降低成本。
为此,研究人员提出通过部署多个小口径天线并在数字域进行波束合成,从而实现等效大口径天线的方案。该方案在提高通信可靠性的同时,兼具成本低、部署灵活等优势。在技术攻关过程中,他们通过反复的理论计算和模拟测试,成功解决了星地高动态、远距离通信过程中高精度通道一致性问题,并提出了多波束相差和幅度差动态补偿方法。
该方法通过对多天线波束信号的时间、相位与幅度的精确控制,确保了基带收发多通道数字信号的方向一致性,并有效消除了由系统引入的相位偏差及其他误差对波束方向造成的影响。此外,针对低轨卫星高速运动的特性,研究人员提出一种融合卫星星历和高精度角度估计算法的卫星跟踪算法,利用卫星运动方程及实时测角信息,实现了对低轨卫星优于0.1度高精度跟踪。
鹏城实验室相关负责人表示,多天线数字波束合成技术的成功应用,能够为未来大规模卫星组网和高可靠卫星通信提供关键技术支撑,同时也为当前中国算力网的建设、运营、服务提供稳定、可靠的网络连接,助力未来6G空天地一体化泛在连接愿景的实现。
《中国科学报》 (2025-09-10 第3版 领域)