[发明专利]一种新型“动中通”低轮廓平板天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域的一种卫星移动通信平板阵列天线终端系统，特别是一种适用于低轮廓卫星移动通信的设备系统。

背景技术

在卫星通信领域、特别是在静止状态使用的情况下，大多使用抛物面碟形天线，这类天线价格低廉，因而具有很大的市场。然而，由于卫星的距离遥远，不仅要求天线有很大的增益，而且需要有极高的对星精度。对于运动状态，而非静止状态下的应用（如，车船载或机载），要能在行驶中保持通信的畅通，系统就要复杂得多。

车载（船载或机载）卫星移动通信系统通常又称为“动中通”。动中通以往大多采用抛物面碟形天线，其致命缺点是轮廓高（即高度高），体积大、重量重、在行驶中阻力大、对星捕星速度慢，因而不适合在高速行驶的情况下使用。相对而言，平板天线具有低轮廓的优势，特别适合在高速行驶的载体上使用。平板天线通常包含有一块或多块平面辐射板及波束形成网络，每块板上有若干个辐射单元（211），波束形成网络可采用不同的技术（波导、电缆、微带、悬带线等）来实现。

为了使平板天线终端设备中的平板天线形成的电磁波束在运动中始终能对准卫星，一般可采用以下三种不同的方式来加以控制：完全用电机控制，又称全机械扫描；完全用电子控制（即用相移法实现），又称全电子扫描；混合电机与电子控制，又称混合扫描。通常，采用电机控制的系统成本最低廉；用相移法实现的系统因用到许多复杂的电子元器件，价格最昂贵；而用混合法实现的系统在成本、复杂性、轮廓高度和捕星速度方面则介于前两者之间。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种采用混合扫描技术实现在移动中对卫星进行对星及跟踪的新型“动中通”低轮廓平板天线系统。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种新型“动中通”低轮廓平板天线系统，其特征在于包括：

天线辐射系统，用于接收或发送卫星辐射信号，对卫星辐射信号进行合并接收或分散发送；所述天线辐射系统包括第一平板天线和第二平板天线，所述第一平板天线用于发送和接收卫星辐射信号，第二平板天线只用于接收卫星辐射信号，其中第一、第二平板天线均包括用于传输水平极化信号的水平极化信号传输通道和用于传输垂直极化信号的垂直极化信号传输通道； 

射频极化系统，与天线辐射系统连接，用于产生极化辐射信号或对辐射信号进行极化匹配，将高频辐射信号转换成模拟信号；

天线终端机械驱动系统，用于驱动天线辐射系统、控制天线辐射系统在俯仰面和方位面上的对星位置； 

卫星指向、捕获、跟踪系统，用于检测终端所在位置，并通过控制天线终端机械驱动系统对天线辐射系统进行控制及调节；

室内单元，用于接收经处理后的卫星信号数据、设定对星参数及控制天线系统的运行，所述室内单元分别与射频极化系统和卫星指向、捕获、跟踪系统连接。

本发明一种新型“动中通”低轮廓平板天线系统，采用双频段工作概念，其中天线辐射系统内的第一平板天线能同时发射和接收卫星辐射信号，与完全独立分开工作的天线相比，可使天线的尺寸明显减少，在第一平板天线的基础上设置有只用于接收卫星辐射信号的第二平板天线，不仅能有效提高天线的增益，而且不会使天线轮廓的高度增高，其中只有第一平板天线用于发射信号，这样不会因为两个平板天线同时发射信号而造成信号干扰，而在接收信号时，通过两个平板天线对信号进行接收，能提高信号的接收效率和接收信号的强度。第一、第二平板天线包括用于传输水平极化信号的水平极化信号传输通道和用于传输垂直极化信号的垂直极化信号传输通道，这让天线辐射系统同时具有接收和发送水平极化信号、垂直极化信号的能力，在两块平板天线上实现了双频段、双极化的双工工作模式，在保证天线系统功能的同时大大减少了天线系统的体积和重量，十分适合在车载卫星移动通信系统等高速行驶载体中使用。而且本发明通过射频极化系统和天线终端机械系统实现并混合电机和电子扫描，即混合扫描，既能有效降低低轮廓平板天线系统的成本，又能保证对星的精度，而且本发明通过卫星指向、捕获、跟踪系统对移动终端所在位置进行检测，并通过控制天线终端机械驱动系统精确控制，让平板天线准确对星，大大地提高了天线系统的对星、跟星精度，在行驶中保持通信的畅通。

进一步，所述第一平板天线置于第二平板天线的前方。这样的优点为，当平板天线发生倾斜时，所述第一平板天线发射的电磁波束不会因为受到遮挡而发生衰减，能保证天线系统所发射信号的质量。