[實用新型]一種動中通天線系統

有效

• 申請號: 201520713355.5
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN204905423U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 興濤;譚琪
• 申請（專利權）人: 西安星通通信科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/28
• 分類號: H01Q1/28;H01Q1/50
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型屬于衛星通信技術領域，具體涉及一種動中通天線系統。

背景技術

動中通衛星通信系統(簡稱動中通)是指將衛星天線安裝在移動載體平臺上(如汽車、火車、飛機、輪船等)，衛星天線能夠與靜止衛星(即同步軌道衛星)建立穩定的通信鏈路，并能夠在載體快速運動的過程中保持通信鏈路的穩定與暢通，以實現實時通信的系統。由于靜止衛星距地面的距離很遠(約36000公里)，鏈路損失大，因此要實現移動載體平臺與靜止衛星間的寬帶通信，就必須采用高增益的定向天線。同時高增益的天線的波束很窄，必須使天線波束始終以一定的精度對準衛星才能保證通信鏈路的穩定性。

動中通衛星天線跟蹤原理是根據接收到的衛星信號檢測出天線波束指向與衛星方向之間的角度誤差，跟蹤伺服主控器根據誤差調整天線指向，從而達到跟蹤衛星的目的。為了提高天線增益，動中通天線通常由兩個天線單元或者更多天線單元組成。其中兩個天線單元組成的動中通天線體積小，重量輕，但是天線增益較四天線單元要低。四天線單元組成的動中通天線增益要高，但是同時體積和重量要大。

綜上所述，動中通天線系統的關鍵是如何在移動載體平臺運動狀態下，使天線波束始終對準通信衛星，核心技術是天線波束的穩定和跟蹤技術。其中，天線波束的穩定基于系統時鐘、晶振或微機械(MEMS)技術的穩定性，元件一般存在溫度變化、線性加速度和其它等因素變化時使它們的偏置和比例系數產生誤差。因此，一個系統穩定跟蹤的技術關鍵是如何用跟蹤信息以校正天線指向的誤差。

動中通跟蹤方式的基本原理是根據接收到的衛星信號檢測出天線波束指向與衛星方向間的誤差角，控制器利用該誤差控制天線，使天線向誤差信號減小的方向運動。顯然，這是一種閉環跟蹤衛星方式。目前用于衛星通信常用的跟蹤方式有步進跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤等方式。其中，圓錐掃描跟蹤和步進跟蹤都是建立在一個天線波束的基礎上，利用單波束在衛星方向的周圍掃描，利用幅度的邊緣界定方向。實現結構簡單、造價低，但同時跟蹤精度低，并且由于圓錐波束掃描跟蹤偏離衛星方向而使系統增益下降，而且對于非圓錐波束存在不對稱的問題。步進跟蹤方式天線波束不能停留在對準衛星的方向上，而是在該方向的周圍不斷擺動，由于天線是在俯仰面和方位面上重復交替轉動以實現天線波束逐步對準衛星，跟蹤收斂速度較慢；另外，步進跟蹤是以接收信號電平為依據判斷天線是否對準衛星，當接收信號電平變化幅度較大時，天線跟蹤將存在較大偏差。而單脈沖自跟蹤能夠實現高精度跟蹤而且跟蹤速度很快，但系統設備復雜，超過了系統對體積、重量和成本限制的要求。

當通信衛星沒有信標，且采用突發式的通信方式。此時采用傳統的幾種方式進行跟蹤都因為沒有連續的接收信號功率用于角度誤差的校正，效果都會明顯下降。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種動中通天線系統，其結構簡單，設計合理，實現及使用操作方便，跟蹤速度快，跟蹤精度高，適用范圍廣，易于推廣應用。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種動中通天線系統，其特征在于：包括數字波束跟蹤接收機、衛星接收機和與數字波束跟蹤接收機相接的跟蹤控制主控器，所述數字波束跟蹤接收機的輸入端接有兩路信號接收處理電路，每路所述信號接收處理電路均包括依次連接的天線、雙工器、低噪聲放大器、下變頻器、濾波器和A/D轉換器，所述天線安裝在天線底座上，所述衛星接收機的輸入端接有射頻接收模塊，所述衛星接收機的輸出端接有射頻發射模塊，所述雙工器與射頻發射模塊的輸出端連接，所述射頻接收模塊與低噪聲放大器的輸出端連接；所述跟蹤控制主控器的輸入端接有導航模塊和慣性測量模塊，所述跟蹤控制主控器的輸出端接有用于帶動天線跟蹤衛星的俯仰伺服電機和方位伺服電機。