[发明专利]车载Ku波段卫星通信小口径天线系统

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信天线技术，特别是一种车载Ku波段卫星通信小口径天线系统。

背景技术

车体在行进中与卫星实现通信(动中通)是卫星通信发展的一个重要部分。近几年 来，有关车载卫星通信天线的报道很多，但多数上是从一般性原理和指标上进行阐述， 真正有实物的很少。目前国内具备较成熟的设计制造车载卫星通信的厂家基本都是采用 “单脉冲+光学陀螺捷联贯导平台”跟踪方式(详见中国电子第54所，中国电子第39所， 中国航天第13所网站产品介绍)。车载天线跟踪卫星都是采用方位/俯仰型传动结构，通 过控制电机驱动天线跟踪卫星，车辆在行进过程中由于道路不平或拐弯，车载天线跟踪 卫星在方位轴、俯仰轴、倾斜轴上会随机地产生角速度、角位移。虽然采用“单脉冲+ 光学陀螺捷联贯导”跟踪方式，从理论上讲可以消除角位移，跟踪精度高，但由于天线 转动的惯量，高精度的传感器并不能在瞬间克服天线的惯量，另外一只光学陀螺至少要 十几万人民币，在车载卫星小口径(天线口径＜0.9米)天线上应用其性价比低。采用 单脉冲跟踪其馈源复杂，单脉冲信号处理电路复杂，所用的天线系统重量＞50公斤，耗 电＞300W。其结果是可靠性低、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性价比高的车载Ku波段卫星通信小口径天线系统，当 车体在不同的路况下(高速公路、城郊公路、乡间公路、铁路)行驶，该天线系统能够 较好的跟踪卫星，展开卫星通信业务(IP电话，视频会议，2M宽带的数据图象)能达 到车体在行驶中与卫星通信的功能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种车载Ku波段卫星通信小口径天线系统， 包括天线反射面、馈源、LNB、收发双工器和天线控制器，以及分别与天线控制器相连 接的角速率传感器、卫星象限识别器、电子罗盘、重力倾角仪、极化电位器、电机、一 体化GPS、卫星信标接收机、波导/同轴旋转关节与滑环、俯仰转动上限位开关、下限 位开关、极化转动左限位开关、右限位开关和车内天线控制单元，该车内天线控制单元 安装在车内机架上，天线反射面安装在天线反射面支撑板上；卫星象限识别器由副面、 副面电机、卫星象限识别电路板及副面遮光板组成，该卫星象限识别电路板安装在副面 背面，副面安装在副面电机轴上，卫星象限识别电路板固定时要垂直副面电机的轴，该 副面电机安装在副面支撑板上，副面遮光板固定在副面背面与副面成一体且随副面高速 旋转；馈源、LNB、收发双工器分别安装在馈源转筒上；角速率传感器包括方位角速率 传感器、倾斜角速率传感器和俯仰角速率传感器，方位、倾斜角速率传感器安装在天线 转动平台底板上，俯仰角速率传感器安装在天线反射面支撑板上；电子罗盘安装在天线 转动平台底板的背面，重力倾角仪安装在天线反射面支撑板的左侧面，一体化GPS安 装在天线反射面上方，卫星信标接收机安装在天线转动平台底板上；波导/同轴旋转关节 与滑环安装在天线底座中心；俯仰转动上限位开关、下限位开关分别安装在天线反射面 支撑板的右支架上；极化转动左限位开关、右限位开关安装在极化传动大齿轮上；电机 由方位电机、俯仰电机和极化电机组成，极化电机安装在馈源转筒上，俯仰电机、方位 电机安装在天线转动平台底板上；一分二分路器安装在天线转动平台底板上，LNB的输 出信号经一分二分路器分为二路，其中一路信号给卫星信标接收机用于天线跟踪，另一 路信号经波导/同轴旋转关节给调制解调器，天线启动后，自动搜索卫星，即开环跟踪， 一旦天线找到卫星，即进闭环跟踪。