动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统，涉及通信导航技术领域，装置包括天线、中频接收机、阵列天线波束扫描模块以及对准处理模块，天线包括卫星导航阵列天线和动中通天线；中频接收机用于通过导航卫星对卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；阵列天线波束扫描模块用于对导航卫星进行数字波束扫描；对准处理模块用于根据天线载体位置以及数字波束扫描结果对动中通天线与通信卫星进行对准计算。本发明专利技术可以快速实现动中通天线与通信卫星的初始对准，从而大大缩短动中通终端设备的入网时间。

【技术实现步骤摘要】
动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统
本专利技术涉及通信导航
，尤其是动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统。
技术介绍
目前卫星通信普遍采用频分多址的调制方式，因此，动中通天线初始对准通信卫星是一个空域和频域二维搜索过程。其实现方法主要有以下两种，一种是基于通信卫星信标或广播信号接收的信号自对准方法，另一种则是基于载体姿态和方位实现的直接对准方法。基于通信卫星信标或广播信号接收的信号自对准方法通过波束扫描和频率同步分别实现动中通天线空域和频域搜索过程。由于需要对空域和频域进行遍历搜索，因此信号自对准方法初始对准时间长。基于载体姿态和方位的直接对准方法只需进行频域同步搜索处理，其空域波束指向通过惯性导航输出的姿态和方位经公式计算直接完成对准，通常采用基于微惯性测量单元(MicroIniatureInertialMeasurementUnit，MIMU)构建捷联惯导和卫星导航定位定向组合的方案，然而受限于MIMU中微机械(MicroElectroMechanicalsystems，MEMS)陀螺仪的启动时间(30～40s)和卫星导航定向所需时间(约为45s)，直接对准方法初始对准所需的总时间依然较长，这将极大制约动中通终端设备的入网时间指标。因此，现有的动中通天线与通信卫星初始对准时间较长，极大制约动中通终端设备的入网时间指标。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统，以解决现有的动中通天线与通信卫星初始对准时间较长，极大制约动中通终端设备的入网时间指标的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种动中通天线与通信卫星快速对准装置，包括天线、中频接收机、阵列天线波束扫描模块以及对准处理模块，所述天线包括卫星导航阵列天线和动中通天线；所述中频接收机用于通过导航卫星对所述卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；所述阵列天线波束扫描模块用于对所述导航卫星进行数字波束扫描；所述对准处理模块用于根据所述天线载体位置以及数字波束扫描结果对动中通天线与通信卫星进行对准计算。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述卫星导航阵列天线包括由多个阵元组成的方形阵列天线，所述动中通天线包括由多个阵元组成的圆形阵列天线。第二方面，本专利技术实施例提供了一种动中通天线与通信卫星快速对准方法，应用如上所述的装置，所述方法包括：通过导航卫星对卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角；根据所述第一入射二维角、所述天线载体位置得到天线载体姿态和方位；根据所述天线载体的姿态和方位计算通信卫星相对于动中通天线的第二入射二维角；将所述第二入射二维角代入动中通天线信号模型，得到所述动中通天线与所述通信卫星的对准加权参数，以对所述动中通天线与所述通信卫星进行对准。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角，包括：对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到每个波束的输出信号强度；根据每个所述波束的输出信号强度得到所述导航卫星在导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角。结合第二方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述数字波束扫描处理包括波束粗扫描阶段、第一波束精扫描阶段和第二波束精扫描阶段。结合第二方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角，包括：对所述导航卫星进行波束粗扫描，得到每个波束的输出信号强度；根据每个所述波束的输出信号强度得到所述导航卫星在导航阵列天线载体坐标系下的入射二维角范围；对所述入射二维角范围分别进行第一波束精扫描和第二波束精扫描，得到所述第一入射二维角。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述通过导航卫星对卫星导航阵列天线载体进行定位，得到天线载体位置，包括：在卫星导航阵列天线及射频组件单路直通输出或抗干扰输出模式下，中频接收机通过导航卫星对所述卫星导航阵列天线载体进行定位，得到所述天线载体位置。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括：捕获下行广播信号或者信标信号，以检验所述动中通天线与所述通信卫星的对准结果。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式，其中，所述第一入射二维角包括所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的入射仰角和方位角；所述第二入射二维角包括所述通信卫星相对于所述动中通天线的入射仰角和方位角。第三方面，本专利技术实施例还提供一种动中通天线与通信卫星快速对准系统，应用如上所述的装置，所述系统包括：导航定位模块，用于通过导航卫星对卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；波束扫描模块，用于对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角；第一计算模块，用于根据所述第一入射二维角、所述天线载体位置得到天线载体姿态和方位；第二计算模块，用于根据所述天线载体的姿态和方位计算通信卫星相对于动中通天线的第二入射二维角；对准模块，用于将所述第二入射二维角代入动中通天线信号模型，得到所述动中通天线与所述通信卫星的对准加权参数，并根据所述对准加权参数对所述动中通天线与所述通信卫星进行对准。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种动中通天线与通信卫星快速对准装置、方法和系统，装置包括天线、中频接收机、阵列天线波束扫描模块以及对准处理模块，天线包括卫星导航阵列天线和动中通天线；中频接收机用于通过导航卫星对卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；阵列天线波束扫描模块用于对导航卫星进行数字波束扫描；对准处理模块用于根据天线载体位置以及数字波束扫描结果对动中通天线与通信卫星进行对准计算。可以快速实现动中通天线与通信卫星的初始对准，从而大大缩短动中通终端设备的入网时间。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的动中通天线与通信卫星快速对准装置示意图；图2为本专利技术实施例提供的卫星导航阵列天线以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动中通天线与通信卫星快速对准装置，其特征在于，包括天线、中频接收机、阵列天线波束扫描模块以及对准处理模块，所述天线包括卫星导航阵列天线和动中通天线；所述中频接收机用于通过导航卫星对所述卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；所述阵列天线波束扫描模块用于对所述导航卫星进行数字波束扫描；所述对准处理模块用于根据所述天线载体位置以及数字波束扫描结果对动中通天线与通信卫星进行对准计算。

【技术特征摘要】
1.一种动中通天线与通信卫星快速对准装置，其特征在于，包括天线、中频接收机、阵列天线波束扫描模块以及对准处理模块，所述天线包括卫星导航阵列天线和动中通天线；所述中频接收机用于通过导航卫星对所述卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；所述阵列天线波束扫描模块用于对所述导航卫星进行数字波束扫描；所述对准处理模块用于根据所述天线载体位置以及数字波束扫描结果对动中通天线与通信卫星进行对准计算。2.根据权利要求1所述的动中通天线与通信卫星快速对准装置，其特征在于，所述卫星导航阵列天线包括由多个阵元组成的方形阵列天线，所述动中通天线包括由多个阵元组成的圆形阵列天线。3.一种动中通天线与通信卫星快速对准方法，其特征在于，应用权利要求1或2所述的装置，所述方法包括：通过导航卫星对卫星导航阵列天线进行定位，得到天线载体位置；对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角；根据所述第一入射二维角、所述天线载体位置得到天线载体姿态和方位；根据所述天线载体的姿态和方位计算通信卫星相对于动中通天线的第二入射二维角；将所述第二入射二维角代入动中通天线信号模型，得到所述动中通天线与所述通信卫星的对准加权参数，以对所述动中通天线与所述通信卫星进行对准。4.根据权利要求3所述的动中通天线与通信卫星快速对准方法，其特征在于，所述对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到所述导航卫星在卫星导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角，包括：对所述导航卫星进行数字波束扫描处理，得到每个波束的输出信号强度；根据每个所述波束的输出信号强度得到所述导航卫星在导航阵列天线载体坐标系下的第一入射二维角。5.根据权利要求4所述的动中通天线与通信卫星快速对准方法，其特征在于，所述数字波束扫描处理包括波束粗扫描阶段、第一波束精扫描阶段和第二波束精扫描阶段。6.根据权利要求5所述的动中通天线与通信卫星快速对准方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡乃小，石翔，易炯，路骏，赵叶星，
申请(专利权)人：北京华力创通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11