[發明專利]一種船載衛星通信系統及船載天線跟蹤衛星的方法

在審

• 申請號: 201611191963.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106602261A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 曾維佳
• 申請（專利權）人: 中云衛星通信有限公司
• 主分類號: H01Q3/02
• 分類號: H01Q3/02;H01Q1/34
• 代理公司: 北京正鼎專利代理事務所(普通合伙)11495
• 代理人: 岳亞

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，尤其涉及一種船載衛星通信系統及船載天線跟蹤衛星的方法。

背景技術

載體在移動過程中，由于其姿態和地理位置發生變化，會引起原對準衛星天線偏離衛星，使通信中斷，因此必須對載體的這些變化進行隔離，使天線不受影響并始終對準衛星，這就是天線穩定系統要解決的主要問題，也是移動載體進行不間斷衛星通信的前提。

衛星通信系統很好地解決了船體在姿態和航向連續變化的情況下，衛星天線波束始終指向距離地球36000公里外的通信衛星，能實時不間斷地接收和發送文件、語音、視頻、圖像、傳真等各種數據信息，實現了海上的通信鏈路，是當前衛星通信行業發展迅猛的應用領域，能滿足各種軍民用應急通信和移動條件下多媒體通信的需要。

船載衛星通信天線是衛星通信系統的重要組成部分，主要應用于近海及遠洋航行的船只，隨海浪顛簸起伏狀態下跟蹤對準衛星，完成通信信號的接收和發送。但相對海上惡劣的工作環境，現有動中通天線存在體積、重量大、安裝復雜、穩定性不高等缺陷，導致衛星通信天線跟蹤衛星的精度不高，天線壽命短等問題。

發明內容

為克服現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種船載衛星通信系統，其將MEMS慣性測量單元和伺服驅動單元安裝在天線底座上，可確保衛星通信天線系統在浪涌狀態下精確跟蹤衛星，減少了MEMS慣性測量單元的安裝復雜性，整體結構緊湊、體積小。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種船載衛星通信系統，其包括天線底座、衛星通信天線、MEMS慣性測量單元及伺服驅動單元；

所述衛星通信天線設置在所述天線底座上，用于收發地球同步軌道通信衛星或小傾角地球同步軌道通信衛星的Ku或者L波段通信信號；

所述MEMS慣性測量單元設置在所述天線底座上，用于獲取船體的姿態參數；

所述伺服驅動單元設置在所述天線底座上，用于驅動所述衛星通信天線轉動，以調整所述衛星通信天線的方位角、俯仰角和極化角。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，還包括GPS、姿態解算單元和控制單元；

所述GPS設置于所述天線底座上，用于獲取船體的定位信息；

所述姿態解算單元用于根據目標衛星的對星參數、所述船體的定位信息以及姿態參數進行坐標變換和解算，并用于計算所述衛星通信天線對準所述目標衛星所需的方位角、俯仰角和極化角；

所述控制單元用于根據計算的所述衛星通信天線對準所述目標衛星所需的方位角、俯仰角和極化角控制所述伺服驅動單元調整所述衛星通信天線的方位角、俯仰角和極化角。

進一步，所述衛星通信天線的高度小于30cm。

進一步，所述衛星通信天線為環焦天線，所述衛星通信天線的反射面為碳纖維反射面。

進一步，所述衛星通信天線的等效口徑不小于85cm。

進一步，所述伺服驅動單元包括驅動電機和與所述驅動電機的輸出軸連接的行星減速機。利用行星減速機減小力矩,從而可以使用更加微小的電機驅動。

進一步，所述天線罩的表面涂覆有耐高溫透波材料。

本發明還提供一種船載衛星通信天線跟蹤衛星的方法，其包括：

利用GPS獲得船體所在的地理經度和維度，利用MEMS慣性測量單元獲得船體的姿態參數；

姿態解算單元根據目標衛星的對星參數、所述船體的地理經度、維度以及所述船體的姿態參數進行坐標變換和解算，計算出天線對準所述目標衛星所需的方位角、俯仰角和極化角；

控制單元根據所述計算出的方位角、俯仰角和極化角控制所述伺服驅動單元驅動所述衛星通信天線的轉動。

進一步，還包括天線跟蹤誤差修正的步驟，具體包括：信標接收機將所述目標衛星的信標信號轉換成直流信號，所述控制單元根據所述直流信號驅動所述衛星通信天線轉動，調節跟蹤誤差。

進一步，還包括換星跟蹤步驟，具體包括：

所述控制單元發送換星參數到所述姿態解算單元；

所述姿態解算單元根據所述換星參數、所述船體的地理經度、維度以及所述船體的姿態參數進行坐標變換和解算，計算出衛星通信天線對準換星后的目標衛星所需的方位角、俯仰角和極化角；

所述控制單元根據計算的衛星通信天線對準換星后的目標衛星所需的方位角、俯仰角和極化角控制所述伺服驅動單元驅動所述衛星通信天線的轉動。