[發明專利]一種高低軌通用型寬頻衛星通信系統和方法

在審

• 申請號: 202111626871.0
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114204982A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王立婷;金亮;王權;朱俊清;陳鵬;劉鵬;韓潔
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

本發明公開了一種高低軌通用型寬頻衛星通信系統和方法，該系統包括：天線射頻模塊，用于射頻信號的收發及變頻，控制相控陣天線完成衛星跟蹤和對星；衛星基帶模塊，用于衛星數據的前向接收和反向回傳；主控模塊，用于對系統進行管控，高低軌通用型寬頻衛星通信系統內部單元與外部用戶接口之間的網絡交換；業務應用模塊，用于識別業務類型，支持多種業務類型的交互。本發明支持高軌衛星和低軌衛星的Ku和Ka雙頻段衛星信號收發、調制解調，以及語音、視頻、互聯網等業務服務，采用相控陣型天線面實現信號放大和波束掃描功能，具備自動跟星和程序跟星能力，能夠同時接收和處理高軌和低軌信號，并能智能識別業務類型完成數據交互。

技術領域

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其涉及一種高低軌通用型寬頻衛星通信系統和方法。

背景技術

隨著衛星通信技術的迅速發展，低軌衛星通信網絡的建設已完成在軌試驗。在高軌衛星通信已發展較為成熟的今天，低軌衛星通信將迎來更廣闊的應用，低軌衛星星座將全面覆蓋全球各個角落，結合5G通信手段，最終實現網絡全覆蓋。高低軌衛星及5G通信的融合應用是目前研究的重要方向，其能解決空間資源的高效利用問題，為應急救援、寬帶接入、極地科考、航空網絡和航海網絡提供高效可靠的通信手段。因此，探索一種高低軌通用型寬頻衛星通信方法和裝置勢在必行，也是新型通信技術的發展需要。

傳統的衛星通信方式，按照頻段分為C波段、X波段、Ku波段和Ka波段，其通信主要以單頻段業務為主，Ku/Ka雙頻段通信已廣泛應用，但不能同時接入Ku和Ka頻段網絡，并且按照語音業務、視頻業務等不同業務需求需要接入多種業務終端，系統裝置多、通信頻段和業務類型受限。此外，高軌衛星通信方式和低軌衛星通信方式的同時使用，需要選用各自頻段的天線射頻設備和基帶設備，成本較高，不適于低成本的衛星通信商用。

發明內容

本發明的技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種高低軌通用型寬頻衛星通信系統和方法，采用相控陣天線、衛星自動切換、動態跟星、智能業務等技術，可實現多業務融合、多軌道衛星融合、多頻段融合，具有操作簡單、使用靈活、適用范圍廣、成本低廉等優點；可用于高軌衛星通信網絡和低軌衛星通信網絡，或者兩者并存的區域。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種高低軌通用型寬頻衛星通信系統，包括：

天線射頻模塊，用于射頻信號的收發及變頻，以及控制相控陣天線完成衛星跟蹤和對星；

衛星基帶模塊，用于衛星數據的前向接收和反向回傳；其中，前向接收支持DVB-S2標準，反向回傳支持DVB-RCS2標準；

主控模塊，用于對高低軌通用型寬頻衛星通信系統進行管控，高低軌通用型寬頻衛星通信系統內部單元與外部用戶接口之間的網絡交換；

業務應用模塊，用于識別業務類型，支持多種業務類型的交互。

在上述高低軌通用型寬頻衛星通信系統中，天線射頻模塊，包括：

天線陣面子模塊，用于通過相控陣天線接收當前衛星下傳的射頻信號A，將射頻信號A傳輸給同頻段的變頻子模塊；以及，將變頻子模塊發送來的射頻信號B通過相控陣天線發送給當前衛星；

變頻子模塊，用于對射頻信號A進行頻率轉換與放大，得到中頻信號A，將中頻信號A傳輸給衛星基帶模塊進行解調；以及，對衛星基帶模塊發送來的中頻信號B進行轉換與放大，得到射頻信號B，將射頻信號B傳輸給天線陣面子模塊；

天線控制子模塊，用于根據星歷信息，結合慣導信息和GPS信息，解算得到波束指向；根據解算得到的波束指向，解算得到相控陣天線各個通道的幅度相位碼；根據解算得到的相控陣天線各個通道的幅度相位碼，控制相控陣天線波束指向預定空域；

GPS子模塊，用于獲取GPS信息，將GPS信息發送給天線控制單元；