用于电子可操纵天线初始定位的系统和方法与流程

背景技术：

1、卫星通信系统传统上利用对地同步地球轨道(geo)中的卫星以便于地球上的用户终端与geo卫星之间的通信。geo卫星具有等于地球的自转周期的轨道周期。因此，geo卫星可以为对地静止或准对地静止，使得geo卫星在相对于用户终端的天空中通常表现为静止或通过非常有限的范围的运动来循环。

2、然而，geo卫星绕地球运行的高度相对较高，约为42,164km。由于地球表面与geo卫星之间的距离，地球上的用户终端与geo卫星之间传送的信号由于地球与geo卫星之间传送的信号的传输时间而经受高延迟。此类延迟是不利的，尤其是在某些时间敏感数据上下文中。此外，由于对地静止轨道中的geo卫星位于赤道上方，因此对地静止轨道中可用的“时隙”或空间可用性的数量有限。因此，为了继续扩展卫星通信系统的可用性，需要另选的轨道配置。鉴于前述考虑，通信系统可以附加地或另选地使用低地球轨道(leo)或中地球轨道(meo)卫星来促进与用户终端的通信。leo和meo卫星和/或轨道在本文中可被单独地称为或统称为非对地同步(非geo)。

3、因为非geo卫星具有不等于地球的自转周期的轨道周期，所以非geo卫星在相对于用户终端的天空中不表现为静止。用于与非geo卫星进行通信的用户终端通常采用某种形式的跟踪，该种形式的跟踪允许用户终端处的卫星天线在非geo卫星运行通过相对于用户终端的天空时瞄准非geo卫星。此类跟踪可以包括卫星天线和/或卫星天线的波束的移动。虽然跟踪能力增加了用户站的复杂性，但是使用非geo卫星以与用户终端进行通信的能力提供了抵消用户终端的附加复杂性的益处。然而，仍然期望对非geo卫星系统进行改进，以提高给定非geo卫星星座的卫星可用性和使用率。

技术实现思路

1、本公开涉及用于在用户站处定向可操纵卫星天线以便于改进卫星系统的性能的具体技术。具体地，本公开设想了卫星通信系统的潜在用途，其中一个或多个geo卫星可以与一个或多个非geo卫星结合使用以与用户终端进行通信。就这一点而言，已经发现，基于用户终端在地球上的位置并且相对于geo卫星倾斜用户终端处的卫星天线可以促进geo卫星和非geo卫星两者的卫星可用性的优点。

2、因此，本公开涉及卫星通信系统的用户终端和相关方法。用户终端包括具有可操纵波束的电子可操纵卫星天线。可操纵波束是通过相对于电子可操纵卫星天线的视轴方向的扫描角度电子可操纵的。用户终端还包括物理天线安装架，该物理天线安装架用于将电子可操纵卫星天线以相对于地球的静态物理取向进行固定。电子可操纵卫星天线的静态物理取向将电子可操纵卫星天线的视轴方向以相对于用户终端处的天顶方向的偏移角进行定位。偏移角至少部分地基于用户终端在地球上的位置以及卫星通信系统的多个非对地同步地球轨道(非geo)通信卫星的一个或多个轨道参数，电子可操纵卫星天线被配置用于与该多个非geo通信卫星通信。此外，偏移角沿朝向至少一个对地同步地球轨道(geo)通信卫星的方向。

3、提供此
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍下文的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

4、本文中也描述和叙述了其他具体实施。

1.一种卫星通信系统的用户终端，其包括：

2.根据权利要求1所述的用户终端，其中所述偏移角包括纵向偏移分量，并且其中所述纵向偏移分量至少部分地基于所述多个非geo通信卫星的轨道倾角。

3.根据权利要求2所述的用户终端，其中所述纵向偏移分量被确定为使所述用户终端与所述多个非geo通信卫星之间的通信覆盖范围最大化。

4.根据权利要求2所述的用户终端，其中所述纵向偏移分量作为所述用户终端在地球上的所述位置的纬度的函数进行确定。

5.根据权利要求2所述的用户终端，其中所述偏移角包括纬度偏移分量，并且其中基于相对于被配置用于与所述多个非geo通信卫星通信的一个或多个其他用户终端的负载平衡策略来确定所述纬度偏移分量。

6.根据权利要求1所述的用户终端，其中所述偏移角被选择为提供所述用户终端与所述多个非geo通信卫星中的至少一个之间的连续通信以及与所述至少一个geo通信卫星的连续通信。

7.根据权利要求6所述的用户终端，其中多个非geo通信卫星的所述一个或多个轨道参数包括将所述多个非geo通信卫星沿相对于所述用户终端朝向所述geo通信卫星的方向汇集在汇集区域中的所述多个非geo通信卫星的轨道倾角。

8.根据权利要求6所述的用户终端，其中所述偏移角至少部分地基于所述多个非geo通信卫星的第一链路性能以及所述至少一个geo通信卫星的第二链路性能。

9.根据权利要求6所述的用户终端，其中所述偏移角至少部分地基于要在所述用户终端与所述多个非geo通信卫星之间传送的第一数据量以及要在所述用户终端与所述至少一个geo通信卫星之间传送的第二数据量。

10.根据权利要求1所述的用户终端，其中所述扫描角度不大于约45度。

11.根据权利要求10所述的用户终端，其中所述可操纵波束的最小仰角不小于约25度。

12.根据权利要求1所述的用户终端，其中所述扫描角度关于所述视轴方向是不对称的。

13.根据权利要求1所述的用户终端，其中所述多个非geo通信卫星包括低地球轨道(leo)卫星。

14.一种用于在用户终端处定位电子可操纵卫星天线的方法，其包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述偏移角包括纵向偏移分量，并且所述方法进一步包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述纵向偏移分量被确定为使所述用户终端与所述多个非geo通信卫星之间的通信覆盖范围最大化。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述纵向偏移分量作为所述用户终端在地球上的所述位置的纬度的函数进行确定。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述偏移角包括纬度偏移分量，并且所述方法进一步包括：

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述偏移角被选择为提供所述用户终端与所述多个非geo通信卫星中的至少一个之间的连续通信以及与所述至少一个geo通信卫星的连续通信。

20.根据权利要求19所述的方法，其中多个非geo通信卫星的所述一个或多个轨道参数包括将所述多个非geo通信卫星中的非geo通信卫星沿相对于所述用户终端朝向所述geo通信卫星的方向汇集的所述多个非geo通信卫星的轨道倾角。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述偏移角至少部分地基于所述多个非geo通信卫星的第一链路性能以及所述至少一个geo通信卫星的第二链路性能。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述偏移角至少部分地基于要在所述用户终端与所述多个非geo通信卫星之间传送的第一数据量以及要在所述用户终端与所述至少一个geo通信卫星之间传送的第二数据量。

23.根据权利要求14所述的方法，其中所述扫描角度不大于约45度。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述可操纵波束的最小仰角不小于约25度。

25.根据权利要求14所述的方法，其中所述扫描角度关于所述视轴方向是不对称的。

26.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个非geo通信卫星包括低地球轨道(leo)卫星。