L’Université des sciences et technologies de l’électronique de Chine propose une méthode de formation de faisceaux pour satellites en orbite basse, réduisant le temps de calcul jusqu’à 99,71 %

fr.wedoany.com Rapport : L’Université des sciences et technologies de l’électronique de Chine, en collaboration avec l’Institut de recherche sur l’intelligence sans fil de Tianfu, a proposé une méthode de formation de faisceaux numériques à faible complexité pour le balayage de faisceaux de satellites en orbite basse. Cette méthode réduit considérablement le temps de traitement tout en maintenant des performances de faisceau acceptables. Elle offre une solution pour la communication par balayage de faisceaux en temps réel, face aux difficultés de suivi des cibles au sol causées par le mouvement à grande vitesse des satellites en orbite basse.

Les antennes à réseau phasé sont une configuration standard pour les communications par satellites en orbite basse. Leurs réseaux à grande échelle modifient la direction du maximum du diagramme de rayonnement en contrôlant la phase et l’amplitude d’alimentation de chaque élément, réalisant ainsi le balayage de faisceaux. Cependant, le mouvement à grande vitesse des satellites amène les terminaux au sol à percevoir en continu les changements de position du satellite, nécessitant une méthode de balayage de faisceaux rapide tout en maintenant les performances du diagramme multifonctionnel pour assurer la continuité des communications.

Cette méthode comprend deux étapes : d’abord, une optimisation convexe détermine l’excitation liée au faisceau initial ; ensuite, une méthode de formation de faisceaux à faible complexité détermine l’excitation liée au faisceau de balayage. Ce processus est formulé comme un problème d’analyse orthogonale de Procruste, avec une solution explicite, sans itération ni inversion de matrice, permettant un calcul à faible complexité. Cette méthode peut synthétiser rapidement des faisceaux de balayage complexes dans des directions spécifiées, tout en fonctionnant avec une perte de performance de faisceau acceptable.

Comparée à la méthode de déphasage traditionnelle, cette méthode préserve mieux les formes de faisceaux complexes, offrant un bon compromis entre les performances de formation de faisceaux et la complexité, adaptée aux scénarios de communication par satellite multi-utilisateurs. Des simulations numériques dans divers scénarios ont validé son efficacité : sur un réseau linéaire uniforme de 16 éléments, le délai de calcul est aussi bas que 0,01 milliseconde ; sur un réseau planaire uniforme de 14×14 éléments, le délai de calcul est de 0,18 seconde, tout en maintenant une dégradation acceptable du niveau des lobes secondaires. Comparée à l’algorithme génétique amélioré et aux méthodes basées sur l’optimisation convexe, cette méthode réduit le temps de traitement de 70 % à 99,71 %, tout en maintenant des limites strictes de performance des lobes secondaires. Comparée à la méthode de déphasage traditionnelle, le temps de traitement augmente au maximum de 25 %, mais le niveau des lobes secondaires peut être réduit d’au moins 76 %.

Les résultats de la recherche associée ont été publiés dans la revue « Science Chine : Sciences de l’information » (édition anglaise) (Sci China Inf Sci, 2026, 69(8): 189304), réalisés conjointement par Tian Yutong, Yang Haining, Yi Shijia, Li Na, Cheng Yujian de l’Université des sciences et technologies de l’électronique de Chine, et Yang Haining de l’Institut de recherche sur l’intelligence sans fil de Tianfu.