[發明專利]基于龍伯透鏡天線的低軌衛星通信切換裝置

有效

• 申請號: 202010874233.X
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111740774B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 魏裕磊;黃健;楊其聰;何華衛
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

一種基于龍伯透鏡天線的低軌衛星通信切換裝置，該裝置包括龍伯透鏡天線體、在用星跟蹤裝置和后繼星跟蹤裝置；在用星跟蹤裝置，用于基于在用星在龍伯透鏡天線體上的焦點調整跟蹤方向，以實時跟蹤在用星；后繼星跟蹤裝置，用于基于后繼星在龍伯透鏡天線體上的焦點調整跟蹤方向，以實時跟蹤后繼星；當在用星超出在用星跟蹤裝置的跟蹤范圍，則將后繼星作為新的在用星，后繼星跟蹤裝置作為新的在用星跟蹤裝置，在用星跟蹤裝置作為新的后繼星跟蹤裝置繼續跟蹤下一顆衛星，并將下一顆衛星作為新的后繼星，以實現在用星跟蹤裝置和后繼星跟蹤裝置對不同衛星跟蹤的切換，縮短通信中斷時間，保證通信的連續性。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，特別是涉及一種基于龍伯透鏡天線的低軌衛星通信切換裝置。

背景技術

低軌衛星通信系統相對同步靜止軌道（GEO）衛星提供了更短的傳輸時延，以及更小的路徑損耗，作為地面通信的重要補充方式，低軌衛星通信系統可實現真正的全球覆蓋。目前低軌衛星通信系統主要采用拋物面天線、平板天線，小部分應用相控陣天線。其中，拋物面天線和平板天線均為一面天線，一面天線僅能跟蹤一顆衛星，只能等正在使用的衛星超出跟蹤范圍后，再通過機械轉動去尋找下一顆進入跟蹤范圍的衛星，存在通信中斷時間長、通信不連續等問題。為縮短通信中斷時間，保證通信連續，則需要兩顆衛星快速切換，而兩顆衛星快速切換則需要兩面天線同時工作，存在體積大、重量大、成本高等缺點；為克服體積大、重量大、成本高等缺點，采用相控陣天線實現對兩顆衛星的跟蹤，相控陣天線通過掃描多波束技術實現兩顆衛星快速切換，但多波束技術會帶來天線效率降低、增益下降等問題，大角度掃描時增益還會進一步降低，同時價格昂貴。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是目前低軌衛星通信系統無法兼顧實現兩顆衛星同時跟蹤、天線效率高且體積小、成本低的技術問題。本發明提供一種基于龍伯透鏡天線的低軌衛星通信切換裝置及方法，在不增加衛星天線數量和平臺空間占用的前提下，利用龍伯透鏡天線體的多焦點特性，以實現同時跟蹤兩顆衛星，并通過在用星跟蹤裝置與后繼衛星跟蹤裝置的切換縮短通信中斷時間，保證通信的連續性。

本發明通過下述技術方案實現：

一種基于龍伯透鏡天線的低軌衛星通信切換裝置，包括龍伯透鏡天線體、在用星跟蹤裝置和后繼星跟蹤裝置；

所述在用星跟蹤裝置，用于基于在用星在所述龍伯透鏡天線體上的焦點調整跟蹤方向，以實時跟蹤在用星；

所述后繼星跟蹤裝置，用于基于后繼星在所述龍伯透鏡天線體上的焦點調整跟蹤方向，以實時跟蹤后繼星；

當所述在用星超出所述在用星跟蹤裝置的跟蹤范圍，則將所述后繼星作為新的在用星，所述后繼星跟蹤裝置作為新的在用星跟蹤裝置，所述在用星跟蹤裝置作為新的后繼星跟蹤裝置繼續跟蹤下一顆衛星，并將所述下一顆衛星作為新的后繼星。

進一步地，所述在用星跟蹤裝置包括在用星饋源、在用星伺服設備、在用星射頻處理模塊和衛星通信終端；所述在用星饋源設置在所述在用星伺服設備上；

所述在用星伺服設備，用于實時獲取所述龍伯透鏡天線體的位置信息、在用星饋源姿態信息和在用星位置信息，并對所述龍伯透鏡天線體的位置信息、所述在用星饋源姿態信息和所述在用星位置信息進行計算，獲取在用星饋源指向角度，以實時跟蹤所述在用星；

所述在用星射頻處理模塊，用于接收所述在用星饋源發送的在用星射頻信號，并對所述在用星射頻信號進行處理，生成在用星中頻信號；將所述在用星中頻信號等分成兩束，其中一束在用星中頻信號發送給所述在用星伺服設備，以對所述在用星饋源指向角度進行調整，另一束在用星中頻信號發送給所述衛星通信終端；

所述衛星通信終端，用于接收所述在用星射頻處理模塊發送的在用星中頻信號；對所述在用星中頻信號進行處理，生成在用星通信信息和在用星待發送中頻信號，并將所述在用星待發送中頻信號發送給所述在用星射頻處理模塊；