一种基于双极化相控阵的机载通信系统技术方案

一种基于双极化相控阵的机载通信系统，主要包括信源输出处理模块100、信源输出调节模块200、信道传输模块300、信宿接收调节模块400、信宿接收模块500、波束成形控制器001、波束成形控制器002；其中，信源输出处理模块100、信源输出调节模块200、信道传输模块300、信宿接收调节模块400、信宿接收模块500依次连接，波束成形控制器001连接至信源输出调节模块200，波束成形控制器002连接至信宿接收调节模块400。系统能够灵活控制相控阵天线的波束指向，实现空分多址接入，提高通信系统容量和通信覆盖范围，改善传输性能，提高链路稳定性，抑制由于飞机姿态变化导致的机载通信系统极化失配，降低链路中断概率。

An Airborne Communication System Based on Dual-Polarization Phased Array

An airborne communication system based on dual-polarized phased array is presented, which mainly includes source output processing module 100, source output adjustment module 200, channel transmission module 300, sink receiving adjustment module 400, sink receiving module 500, beam forming controller 001 and beam forming controller 002. Among them, source output processing module 100, source output adjustment module 200 and channel transmission module 300 are included. The Beamforming Controller 001 is connected to the Source Output Module 200, and the Beamforming Controller 002 is connected to the Beamforming Module 400. The system can flexibly control beam pointing of phased array antenna, realize space division multiple access, improve communication system capacity and communication coverage, improve transmission performance, improve link stability, restrain polarization mismatch of airborne communication system caused by aircraft attitude change, and reduce link interruption probability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双极化相控阵的机载通信系统
本技术涉及机载通信
，具体是涉及基于双极化相控阵的机载通信系统。
技术介绍
低空空域开放使得通用航空产业得到迅速发展，无人机、直升机等飞行器的通信业务日益增多，传统的全向天线通信容易产生设备间的同频干扰；飞行器在空中飞行时，其通信系统会受到诸多因素影响，飞机转弯、气流变化等会导致飞机姿态变化，雨雪天气会增大传输路径损耗，这些都会降低机载通信系统的稳定性。双极化相控阵技术可以实现对于天线指向的灵活控制，提高通信系统的容量和通信覆盖范围；并利用极化信号的最优合成抑制飞机姿态变化导致的通信系统极化失配，提高接收信号的信噪比，降低链路中断概率。因此，将双极化相控阵技术应用于机载通信系统可以有效提升系统的通信性能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于双极化相控阵的机载通信系统，能够有效提升机载通信系统的通信容量，改善传输性能，提升链路稳定性。为实现上述目的，本技术将通过以下技术措施实现，所述的基于双极化相控阵的机载通信系统包括信源输出处理模块100、信源输出调节模块200、信道传输模块300、信宿接收调节模块400、信宿接收模块500、波束成形控制器001、波束成形控制器002；其中，信源输出处理模块100、信源输出调节模块200、信道传输模块300、信宿接收调节模块400、信宿接收模块500依次连接，波束成形控制器001连接至信源输出调节模块200，波束成形控制器002连接至信宿接收调节模块400；所述的信源输出处理模块100包括：信源输出101，信道编码器102，脉冲整形器103，第一数/模转换器104，第一上变频器105，第一1：2功分器106，第二数/模转换器107，第二上变频器108，第二1：2功分器109；所述的信源输出调节模块200包括：第一幅度调节器201，第一相位调节器203，第二幅度调节器202，第二相位调节器204，第三幅度调节器205，第三相位调节器207，第四幅度调节器206，第四相位调节器208；其中，所述信源输出处理模块100中的第一1：2功分器106两路输出，一路输出连接第一幅度调节器201，第一相位调节器203，另一路连接第二幅度调节器202，第二相位调节器204；所述信源输出处理模块100中的第二1：2功分器109两路输出，一路输出连接第三幅度调节器205，第三相位调节器207，另一路连接第四幅度调节器206，第四相位调节器208；波束成形控制器001输入连接至信源输出调节模块200；所述的信道传输模块300包括：第一高功率放大器301，第一水平极化发射天线305，第二高功率放大器302，第一垂直极化发射天线307，第三高功率放大器303，第二水平极化发射天线306，第四高功率放大器304，第二垂直极化发射天线308，信道309，第一水平极化接收天线310，第一低噪放314，第一垂直极化接收天线312，第二低噪放315，第二水平极化接收天线311，第三低噪放316，第二垂直极化接收天线313，第三低噪放317；所述的信源输出调节模块200中所述第一相位调节器203输出依次连接第一高功率放大器301、第一水平极化发射天线305经信道309后依次连接第一水平极化接收天线310、第一低噪放314；所述信源输出调节模块200中所述第二相位调节器204输出依次连接第二高功率放大器302、第一垂直极化发射天线307经信道309后依次连接第一垂直极化接收天线312、第二低噪放315；所述信源输出调节模块200中所述第三相位调节器207的输出依次连接第三高功率放大器303、第二水平极化发射天线306经信道309后依次连接第二水平极化接收天线311、第三低噪放316；所述信源输出调节模块200中所述第四相位调节器208的输出依次连接第四高功率放大器304、第二垂直极化发射天线308经信道309后依次连接第二垂直极化接收天线313、第三低噪放317；所述的信宿接收调节模块400包括：第五相位调节器401，第五幅度调节器403，第六相位调节器402，第六幅度调节器404，第七相位调节器405，第七幅度调节器407，第八相位调节器406，第八幅度调节器408；所述的信道传输模块300中所述第一低噪放314输出依次连接第五相位调节器401、第五幅度调节器403；所述信道传输模块300中所述第二低噪放315输出依次连接第六相位调节器402、第六幅度调节器404；所述信道传输模块300中所述第三低噪放316输出依次连接第七相位调节器405、第七幅度调节器407；所述信道传输模块300中所述第三低噪放317输出依次连接第八相位调节器406、第八幅度调节器408；波束成形控制器002输入连接至信宿接收调节模块400；所述的信宿接收模块500包括：水平极化功率合成器501，第一下变频器502，第三模/数转换器503，第一匹配滤波器504，垂直极化功率合成器505，第二下变频器506，第四模/数转换器507，第二匹配滤波器508，最优极化合成器509，信道译码器510，信宿511；其中，所述信宿接收调节模块400的第五幅度调节器403输出及第七幅度调节器407输出合并输入并依次连接水平极化功率合成器501，第一下变频器502，第三模/数转换器503，第一匹配滤波器504；所述信宿接收调节模块400的第六幅度调节器404输出及第八幅度调节器408输出合并输入并依次连接垂直极化功率合成器505，第二下变频器506，第四模/数转换器507，第二匹配滤波器508；第一匹配滤波器504输出及第二匹配滤波器508合并输入并依次连接最优极化合成器509，信道译码器510，信宿511。本技术的优点和效果：本技术通过使用波束成形控制器对相控阵天线进行波束指向的灵活控制，实现空分多址接入，提高了通信系统的容量和通信的覆盖范围；通过多路天线信号的相干合成，提高接收信号的输出信噪比，降低误码率，改善传输性能，提高链路稳定性；通过最优极化合成器对水平极化和垂直极化接收信号的合并，可以有效抑制由于飞机姿态变化导致的机载通信系统极化失配，降低通信链路中断概率。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图中标号为：101.信源输出模块、102.信道编码器、103.脉冲整形器、104.第一数/模转换器、105.第一上变频器、106.第一1：2功分器、107.第二数/模转换器、108.第二上变频器、109.第二1：2功分器、201.第一幅度调节器、202.第二幅度调节器、203.第一相位调节器、204.第二相位调节器、205.第三幅度调节器、206.第四幅度调节器、207.第三相位调节器、208.第四相位调节器、301.第一高功率放大器、302.第二高功率放大器、303.第三高功率放大器、304.第四高功率放大器、305.第一水平极化发射天线、306.第二水平极化发射天线、307.第一垂直极化发射天线、308.第二垂直极化发射天线、309.信道，310.第一水平极化接收天线、311.第二水平极化接收天线、312.第一垂直极化接收天线、313.第二垂直极化接收天线、314.第一低噪放、315.第二低噪放、316.第三低噪放、317.第三低噪放、401.第五相位调节器、402本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，所述的基于双极化相控阵的机载通信系统包括信源输出处理模块(100)、信源输出调节模块(200)、信道传输模块(300)、信宿接收调节模块(400)、信宿接收模块(500)、波束成形控制器(001)、波束成形控制器(002)；其中，信源输出处理模块(100)、信源输出调节模块(200)、信道传输模块(300)、信宿接收调节模块(400)、信宿接收模块(500)依次连接，波束成形控制器(001)连接至信源输出调节模块(200)，波束成形控制器(002)连接至信宿接收调节模块(400)。

【技术特征摘要】
1.一种基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，所述的基于双极化相控阵的机载通信系统包括信源输出处理模块(100)、信源输出调节模块(200)、信道传输模块(300)、信宿接收调节模块(400)、信宿接收模块(500)、波束成形控制器(001)、波束成形控制器(002)；其中，信源输出处理模块(100)、信源输出调节模块(200)、信道传输模块(300)、信宿接收调节模块(400)、信宿接收模块(500)依次连接，波束成形控制器(001)连接至信源输出调节模块(200)，波束成形控制器(002)连接至信宿接收调节模块(400)。2.如权利要求1所述的基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，所述的信源输出处理模块(100)包括：信源输出(101)、信道编码器(102)、脉冲整形器(103)、第一数/模转换器(104)、第一上变频器(105)、第一1：2功分器(106)、第二数/模转换器(107)、第二上变频器(108)、第二1：2功分器(109)。3.如权利要求1所述的基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，信源输出调节模块(200)包括：第一幅度调节器(201)、第一相位调节器(203)、第二幅度调节器(202)、第二相位调节器(204)、第三幅度调节器(205)、第三相位调节器(207)、第四幅度调节器(206)、第四相位调节器(208)；其中，所述信源输出处理模块(100)中的第一1：2功分器(106)两路输出，一路输出依次连接第一幅度调节器(201)、第一相位调节器(203)，另一路依次连接第二幅度调节器(202)、第二相位调节器(204)；所述信源输出处理模块(100)中的第二1：2功分器(109)两路输出，一路输出依次连接第三幅度调节器(205)、第三相位调节器(207)，另一路依次连接第四幅度调节器(206)、第四相位调节器(208)；波束成形控制器(001)输入连接至信源输出调节模块(200)。4.如权利要求1所述的基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，信道传输模块(300)包括：第一高功率放大器(301)、第一水平极化发射天线(305)、第二高功率放大器(302)、第一垂直极化发射天线(307)、第三高功率放大器(303)、第二水平极化发射天线(306)、第四高功率放大器(304)、第二垂直极化发射天线(308)、信道(309)、第一水平极化接收天线(310)、第一低噪放(314)、第一垂直极化接收天线(312)、第二低噪放(315)、第二水平极化接收天线(311)、第三低噪放(316)、第二垂直极化接收天线(313)、第三低噪放(317)；其中,所述信源输出调节模块(200)中所述第一相位调节器(203)输出依次连接第一高功率放大器(301)、第一水平极化发射天线(305)经信道(309)后依次连接第一水平极化接收天线(310)、第一低噪放(314)；所述信源输出调节模块(200)中所述第二相位调节器(204)输出依次连接第二高功率放大器(302)、第一垂直极化发射天线(307)经信道(309)后依次连接第一垂直极化接收天线(312)、第二低噪放(315)；所述信源输出调节模块(200)中所述第三相位调节器(207)的输出依次连接第三高功率放大器(303)、第二水平极化发射天线(306)经信道(309)后依次连接第二水平极化接收天线(311)、第三低噪放(316)；所述信源输出调节模块(200)中所述第四相位调节器(208)的输出依次连接第四高功率放大器(304)、第二垂直极化发射天线(308)经信道(309)后依次连接第二垂直极化接收天线(313)、第三低噪放(317)。5.如权利要求1所述的基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，信宿接收调节模块(400)包括：第五相位调节器(401)、第五幅度调节器(403)、第六相位调节器(402)、第六幅度调节器(404)、第七相位调节器(405)、第七幅度调节器(407)、第八相位调节器(406)、第八幅度调节器(408)；其中，所述信道传输模块(300)中所述第一低噪放(314)输出依次连接第五相位调节器(401)、第五幅度调节器(403)；所述信道传输模块(300)中所述第二低噪放(315)输出依次连接第六相位调节器(402)、第六幅度调节器(404)；所述信道传输模块(300)中所述第三低噪放(316)输出依次连接第七相位调节器(405)、第七幅度调节器(407)；所述信道传输模块(300)中所述第三低噪放(317)输出依次连接第八相位调节器(406)、第八幅度调节器(408)；波束成形控制器(002)输入连接至信宿接收调节模块(400)。6.如权利要求1所述的基于双极化相控阵的机载通信系统，其特征在于，信宿接收模块(500)包括：水平极化功率合成器(501)、第一下变频器(502)、第三模/数转换器(503)、第一匹配滤波器(504)、垂直极化功率合成器(505)、第二下变频器(506)、第四模/数转换器(507)、第二匹配滤波器(508)、最优极化合成器(509)、信道译码器(510)、信宿(511)；其中，所述信宿接收调节模块(400)的第五幅度调节器(403)输出及第七幅度调节器(407)输出合并输入并依次连接水平极化功率合成器(501)、第一下变频器(502)、第三模/数转换器(503)、第一匹配滤波器(504)；所述信宿接收调节模块(400)的第六幅度调节器(404)输出及第八幅度调节器(408)输出合并输入并依次连接垂直极化功率合成器(505)、第二下变频器(506)、第四模/数转换器(507...

【专利技术属性】
技术研发人员：李棉全，李牧，尹浩，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11