[發(fā)明專利]多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110046630.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN112558075A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王選鋼;黃軼;高細(xì)橋;張加坤;鄢波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都錦江電子系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類號(hào): G01S13/95
• 分類號(hào): G01S13/95
• 代理公司: 成都立新致創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51277
• 代理人: 周方建

1.一種多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由相控陣天線、衛(wèi)星接收設(shè)備、風(fēng)廓線雷達(dá)組成；

所述相控陣天線由天線陣列、TR組件、饋電網(wǎng)絡(luò)、波控電源、C波段下變頻器組成，用于將衛(wèi)星氣象信息傳輸至衛(wèi)星接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)風(fēng)廓線雷達(dá)信號(hào)收發(fā)；所述天線陣列由單元天線按照矩形排列組成，每個(gè)單元天線包含L1、L2、C三個(gè)頻段，并支持多種極化；

所述衛(wèi)星接收設(shè)備與相控陣天線連接用于接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，完成衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、解包、快視及存儲(chǔ)；

所述風(fēng)廓線雷達(dá)采用1個(gè)天頂波束和4個(gè)分別與天頂成15°夾角的方位波束的5波束模式，用于獲取艦面5000米高度以下空中風(fēng)速、風(fēng)向和Cn²，并根據(jù)艦姿態(tài)信息實(shí)時(shí)修正波束指向與風(fēng)向風(fēng)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述單元天線采用4個(gè)C波段天線與1個(gè)L波段天線共口徑設(shè)計(jì)，L波段天線采用L1、L2頻段的雙頻雙線極化，C波段天線采用雙層貼片實(shí)現(xiàn)15%帶寬，L波段天線采用雙層貼片實(shí)現(xiàn)雙頻工作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述L波段天線的貼片呈十字形分布，4個(gè)C波段天線的貼片分列于十字形所隔開的四個(gè)區(qū)域中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述C波段天線間距，布陣方式為三角陣與矩形陣混合構(gòu)成，該陣列中C波段天線單元4328個(gè)，L波段單元1082個(gè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星接收設(shè)備由天線穩(wěn)定與控制模塊、數(shù)字波束合成模塊、接收解調(diào)模塊、數(shù)據(jù)進(jìn)機(jī)處理模塊、監(jiān)控管理模塊以及自檢測(cè)試模塊組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多波段多波束船載衛(wèi)星氣象信息接收和風(fēng)場探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述天線穩(wěn)定與控制模塊由計(jì)算機(jī)和天線穩(wěn)定與控制軟件組成，實(shí)現(xiàn)天線程序控制跟蹤，通過對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的船姿、艏向、船位和衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)算處理，生成天線軸角數(shù)據(jù)，控制天線跟蹤衛(wèi)星，并使天線極化角與衛(wèi)星信號(hào)保持一致；

數(shù)字波束合成模塊由接收變頻通道、數(shù)字波束合成單元、發(fā)射變頻通道組成，用于接收L1波段和C波段三組模擬中頻信號(hào)，在數(shù)字域完成數(shù)字下變頻處理和波束合成處理，然后，對(duì)L1波段中三個(gè)頻點(diǎn)和C波段中兩個(gè)頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的五路信號(hào)調(diào)制到合適的中頻上，通過發(fā)射通道上變頻到射頻并分別送入衛(wèi)星接收解調(diào)器；

接收解調(diào)模塊由低噪聲放大器、濾波器、變頻器和解調(diào)器組成，對(duì)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)低噪聲放大器放大后依次輸入到窄帶濾波器、變頻器，經(jīng)變頻后輸出的中頻信號(hào)輸入到解調(diào)器，經(jīng)信號(hào)解調(diào)、譯碼、去擾及軟判糾錯(cuò)譯碼、譯碼后以串行序列輸出，恢復(fù)出衛(wèi)星信號(hào)攜載的原始數(shù)據(jù)流；窄帶濾波器的主要作用是抑制帶外強(qiáng)干擾信號(hào)，以減少電磁環(huán)境對(duì)接收氣象衛(wèi)星信號(hào)的影響；

數(shù)據(jù)進(jìn)機(jī)處理模塊由數(shù)據(jù)進(jìn)機(jī)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)組成，用于采集來自解調(diào)器的信息，完成衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收、解包、快視及存儲(chǔ)；并將所接收到氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理生成圖像及應(yīng)用產(chǎn)品，提供給綜合氣象水文系統(tǒng)；

監(jiān)控管理模塊由監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)和監(jiān)控管理軟件組成，用于完成衛(wèi)星接收任務(wù)的計(jì)劃制定，業(yè)務(wù)運(yùn)行控制，衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)生成，設(shè)備工作參數(shù)的設(shè)置和狀態(tài)信息監(jiān)視，數(shù)據(jù)管理，故障警示；

監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的作業(yè)命令和軌道參數(shù)，衛(wèi)星相關(guān)信息及過境情況生成一個(gè)任務(wù)周期的作業(yè)任務(wù)表；實(shí)時(shí)設(shè)置及采集各設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，生成設(shè)備工作狀態(tài)信息和日志文件，按要求發(fā)送給綜合氣象水文系統(tǒng)，以便了解設(shè)備的運(yùn)行狀況；

自檢測(cè)試模塊由自檢信號(hào)源、上變頻器、信號(hào)開關(guān)部件組成測(cè)試環(huán)路，產(chǎn)生中頻以及射頻信號(hào)，對(duì)變頻器、解調(diào)器設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。