具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例经过优化的卫星通信处理机多天线切换方法步骤如下：

S1：计算信号波束指向

根据卫星位置信息、飞行器姿态和位置信息，计算天线坐标系的信号波束指向；将飞行器和卫星的经度、纬度、高度坐标系变换为以地心为原点、地心指向赤道上的经度0点直线为X轴、地心指向北极方向直线为Z轴的直角坐标系，即球坐标和直角坐标的转换；然后经过对飞行器的经度、纬度、航向角、俯仰角、滚动角进行坐标旋转变换，将卫星所处的地心直角坐标系变换到其所在的以飞行器为中心的直角坐标系内。在以飞行器为中心的直角坐标系内通过直角坐标计算卫星相对于飞行器的角度信息，该角度信息即为双方通信电磁波传播方向，需使在该方向上增益最大的天线工作，以此获得信号的最大增益。

S2：确定天线覆盖角域范围

将每幅天线的空域覆盖范围进行扩展，并在两幅相邻天线角域交界处重叠部分角度，保证来波在角域交界方向入射时两幅天线均能够有效接收。

以四天线系统为例，在传统方法中每个天线在周域的覆盖范围应是90°。为保证信号在相邻角域重叠，可将每幅天线的角域覆盖范围沿顺时针、逆时针两个方向各扩展10°，如图1所示。

S3：确定波束切换准则

天线波束切换流程如下：

首先计算卫星信号的来波方向，若来波方向处于某幅天线的中心角域，则直接将该天线设置为有效工作天线；若来波方向处于天线的边缘角域，则启动边界判断模式：分别计算不同天线接收通路下的来波信号场强，比较相邻天线的信号场强，取信号场强大的天线为当前有效工作天线。

在飞行过程中持续计算不同天线的信号场强，判断是否达到天线切换的场强阈值：若相邻位置天线通路下的信号场强超过当前天线的切换阈值，则切换新位置天线为有效工作天线，否则保持当前天线为有效工作天线，继续场强计算、比较过程。

以四天线系统为例，如图2所示，天线波束切换的具体操作步骤如下：

a.预判决

根据步骤S2计算信号来波方向，分别得到信号来波方向与4副天线坐标系的中心法向角度的夹角，以该夹角的度数做预判决。若该夹角≤70°，则直接将当前天线设置为工作天线，不进入后续的边界判断模式；若夹角＞70°，则进入边界判断模式b，如图3所示。

b.计算来波信号的场强P，确定有效工作天线

在不同天线接收通道内，分别计算来波信号的场强，选取场强最大的天线为当前有效工作天线。

c.根据信号场强比较切换迟滞阈值P_TH，确定是否切换天线

分别计算当前天线下和其他位置天线接收通道下的信号场强值：若新位置天线的与当前位置天线的场强值的差值小于切换迟滞阈值P_TH，则保持当前天线为有效工作天线；若新位置天线的与当前位置天线的场强值的差值大于切换迟滞阈值P_TH，则将新位置天线设置为当前有效工作天线。

相邻天线间的场强阈值应分为正向阈值和返向阈值，此阈值设定策略是为了避免信号来波方向处于两幅天线边界处时，造成反复的乒乓切换，影响信号的正常接收。场强迟滞阈值设计如图4所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。