伴随5G的商用和用户业务量的增长,低频段频谱资源已经被开发利用的所剩无几,对于高频段频谱资源,尤其是可以被应用于卫星通信的Ka频段,近年来成为科研机构的研究焦点,卫星通信是重要的通信技术之一,传统的固定波束方案由于其波束指向不可调,单个波束对目标区域服务时间较短,在星内需要波束切换,而凝视波束因其可以通过更新相控阵的阵列权值来改变波束指向,可以延长单个波束对目标区域的服务时间,且不需要星内波束切换,因此凝视波束主要被用于向有需求的地区提供持续的服务。本文第一部分首先分析了三种快速成形算法的利弊,最终选用数字配相法作为凝视波束的成形算法;接下来,针对波束方向图存在旁瓣较高的问题,考虑阵形因素,采用圆口径泰勒幅度加权方式进行降旁瓣处理;对于主旁瓣比值与期望值差距较大,对阵形进行改进,使主旁瓣比值接近期望值;接下来对多波束情形进行仿真分析,最终实现了多波束低旁瓣成形。第二部分主要针对单目标区域凝视展开了研究,首先建立了卫星和目标的相对位置关系计算模型;接下来为了控制凝视过程中波束的椭圆化程度,设定了判定条件进行控制,为了确定判定条件的凝视阈值,分别针对凝视阈值对凝视范围、卫星覆盖最小仰角、两类目标凝视时间及最坏情形波束椭圆离心率进行了仿真分析,综合分析确定了一个合适阈值,并分析对比了凝视波束方案与传统的固定波束方案,结果表明凝视波束可以延长单个波束对目标的服务时间,且不需要频繁的星内波束切换,具有明显的优势;接下来,对两类目标作了凝视过程的仿真分析,并观察分析其3d B波束范围对目标区域的覆盖情况,最终控制了凝视过程中波束椭圆化程度。最后,针对多目标区域凝视,首先针对两类目标计算了凝视过程中波束3d B范围的半长轴和半短轴长度的变化范围,确定波束有效半径;接下来提出了多目标区域凝视算法,最终实现对多目标的凝视,观察分析波束3d B范围对目标的覆盖情况,对一定数量时刻波束对目标的覆盖情况,计算了这些时刻波束对目标的有效覆盖率和平均有效覆盖率,结果表明,在较为密集的目标分布情形下,该凝视算法可以对95%以上的目标实现有效覆盖。