天线组件和天线系统技术方案

天线组件包括具有全向扇区的可控相控阵天线以及GNSS天线的组合，且天线系统包括该天线组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天线组件和天线系统
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的天线组件。本专利技术还涉及根据权利要求12的前序部分的天线系统。本专利技术尤其涉及一种包括具有全向扇区的可控相控阵天线和GNSS天线的组合的天线组件和天线系统。
技术介绍
用于移动行为的现有通信方案(例如船舶或其它运动工具)通常是全向，从而沿全部方向发送信号。其它通信方案使用具有扇区固定或高增益可控的定向天线方案，例如抛物面天线，这通过使用机械天线技术而朝向接收器发送强大的窄波束。可控相控阵天线能够通过在全向操作扇区中具有高增益可控波束而组装为混合通信方案。为了在海上环境中使用相控阵天线，操作区域必须是全向，以便在船舶航向根据操作和船舶在海上的运动而变化时保持稳定的链路。实时可控相控阵能够通过全向扇区来将传输的最大方向引导至接收器的方向，并使用通向接收器的最强链路通路。由US2018239028A1已知一种用于使用GNSS确定位置的组件，具有天线组件和评估组件，该天线组件包括多个天线，该评估组件布置在下游，其中，所述评估组件供给有天线接收的信号，并包含GNSS接收器和评估装置，该GNSS接收器附接在天线上，该评估装置在GNSS接收器的下游连接。为了提高在确定位置时的精度和可靠性，一些冗余GNSS接收器与GNSS接收器并联地连接，且比较器在下游连接，其中，当在第一GNSS接收器的输出信号和冗余GNSS接收器的还一输出信号之间存在差异时，所述比较器停止产生相应的主方向矢量信号。当信号向全部方向传送时，全向天线需要更高的功率来保持远距离的通信链路。这与定向系统相比使得系统范围有限。全向天线系统不能补偿在发送器和接收器之间的链路通路环境的变化，以便补偿船舶或运动工具的动态行为。由US2015280317A1已知一种布置有双圆锥形天线的系统和装置，该双圆锥形天线有顶部圆锥体组件和底部圆锥体组件，其中，顶部天线组件的部件与底部天线组件的部件类似。该组件有中间圆锥体和最顶侧圆锥体。中间圆锥体和最顶侧圆锥体在中间圆锥体的缘处连接。该缘也可以看作是在侧面和底部之间的脊或峰或尖锐相交点。中间圆锥体的圆锥体顶点终止于电介质垫片。圆锥体部分的高度应当等于中间圆锥体的高度，从而使得脊定位在电介质垫片处的圆锥体顶点和最顶侧圆锥体的顶部缘之间的中间位置。另外，最顶侧圆锥体的顶部缘的直径等于天线的总高度。在发射模式中，电磁波从同轴电缆通过馈电部分(电介质垫片)传播至天线组件，并向外辐射。馈电必须与在同轴电缆和天线组件区域之间的波阻抗匹配。由于存在电介质垫片，匹配可能证明很困难。当馈电设计较差时，在馈电以及在截头圆锥形区域和圆锥形区域和天线组件的缘之间的过渡之间将存在相互作用。这些相互作用将产生增益下降，这降低了天线性能。由于高增益天线提供了高链路余量，因此大型机械天线在船舶航行时受到船舶在海上运动的影响，或者当运动工具在岸上运动时使得类似影响，这导致天线未对准。机械控制机构需要进行维护以便在一段时间中合适操作。因此需要一种没有运动部件的可控制天线组件和天线系统。还需要一种能够补偿可运动物体的运动的天线组件和天线系统，天线系统布置在该可运动物体上。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统将部分或完全解决现有技术的上述缺点或不足。一个目的是提供一种天线组件，该天线组件有可控相控阵天线和GNSS天线，该可控相控阵天线有全向扇区，且该天线组件没有任何可运动部件。本专利技术的目的是提供一种天线组件和天线系统，而不需要与外部单元通信来用于校准和/或定时。本专利技术的目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统相对于现有技术系统具有提高的定时控制。本专利技术的目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统有能够进行无线电通信的全向可控相控阵天线，还包括能够进行频率校准和提高定时分辨率的GNSS天线。本专利技术的还一目的是提供一种天线组件，该天线组件有能够实时控制的、具有全向扇区的可控相控阵天线。本专利技术的目的是提供一种能够无线电通信和定位的天线组件和天线系统。本专利技术目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统提供在顶点方向的、用于GNSS天线的最大增益。本专利技术的目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统朝向接收器提供高增益，以便在整个范围内保持正链路余量，并控制天线方向，以便补偿可运动物体的动态行为。本专利技术的目的是提供一种天线组件和天线系统，该天线组件和天线系统根据知道的接收器方向和解码信号所需的信号电平而总是聚焦在接收器上。通过下面的说明书、权利要求和附图，将清楚本专利技术的其它目的。根据本专利技术的天线组件在权利要求1中公开。天线组件的优选特征在权利要求2-11中公开。根据本专利技术的天线系统在权利要求12中公开。天线系统的优选特征在权利要求13-14中公开。根据本专利技术的天线组件包括具有全向扇区的可控相控阵天线和GNSS天线。根据本专利技术的天线系统使用上述天线组件。具有全向扇区的可控相控阵天线由沿竖直方向间隔开的截头圆锥形底部反射器和截头圆锥形顶部反射器来形成。因此，顶部反射器和底部反射器沿竖直方向彼此间隔开一定间距，使得它只是在所述反射器之间的空气。所述反射器布置成通过尖端而彼此重叠面对，其中，所述天线阵列布置在所述截头圆锥形的底部和顶部反射器之间的间距中。根据本专利技术，天线阵列由至少三个天线元件形成，该天线元件布置成从截头圆锥形底部反射器的尖端凸出至所述间距中。根据本专利技术，该至少三个天线元件由单极天线或双极天线来形成。根据本专利技术，截头圆锥形底部反射器还在尖端处设置有中心布置的孔，用于接收和容纳GNSS天线。根据本专利技术，截头圆锥形的底部和顶部反射器反射具有全向扇区的可控相控阵天线的信号，截头圆锥形顶部反射器还对于GNSS天线的GNSS信号透明。根据本专利技术，截头圆锥形底部和顶部反射器的形状形成增益，并使具有全向扇区的可控相控阵天线的辐射图形在天线阵列水平平面的360度扇区中最大化。根据本专利技术，具有全向扇区的可控相控阵天线的天线阵列在相控阵原理下操作，具有各单独天线元件的相位和幅值的控制。这样实现了360度扇区中的波束控制，这适用于例如海上通信或用于通常运动的运动工具。仰角波束宽度(elevationbeamwidth)固定，增益可控制为只沿方位角方向，因此固定仰角波束宽度将机械地选择。根据本专利技术，截头圆锥形底部和顶部反射器的角度结合该截头圆锥形底部和顶部反射器的倾斜平面长度以及操作频率来调节，以便设置波瓣仰角波束宽度(lobeelevationbeamwidth)。因此，截头圆锥形底部和顶部反射器的形状能够根据相对于具有全向扇区的可控相控阵天线的仰角波束宽度和水平平面中的所希望增益的频率和操作要求而进行调节。如上所述，截头圆锥形顶部反射器布置在截头圆锥形底部反射器上面一定距离处，因此离GNSS天线一定距离，以便沿顶点方向透明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线组件(100)，所述天线组件包括具有全向扇区的可控相控阵天线(200)以及GNSS天线(300)，其中，具有全向扇区的可控相控阵天线(200)由截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)形成，所述截头圆锥形底部反射器和截头圆锥形顶部反射器布置成通过尖端而彼此重叠面对，其中，具有全向扇区的可控相控阵天线(200)布置在所述截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)之间的间距(250)中，其特征在于/n截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)反射全向的可控相控阵天线(200)的信号，截头圆锥形顶部反射器(220)还对于GNSS天线(300)的GNSS信号透明。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181219 NO 201816481.一种天线组件(100)，所述天线组件包括具有全向扇区的可控相控阵天线(200)以及GNSS天线(300)，其中，具有全向扇区的可控相控阵天线(200)由截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)形成，所述截头圆锥形底部反射器和截头圆锥形顶部反射器布置成通过尖端而彼此重叠面对，其中，具有全向扇区的可控相控阵天线(200)布置在所述截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)之间的间距(250)中，其特征在于
截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)反射全向的可控相控阵天线(200)的信号，截头圆锥形顶部反射器(220)还对于GNSS天线(300)的GNSS信号透明。


2.根据权利要求1所述的天线组件(100)，其特征在于：截头圆锥形底部反射器(210)设置有在尖端处的中心布置孔(211)，用于接收和容纳GNSS天线(300)。


3.根据前述任意一项权利要求所述的天线组件(100)，其特征在于：具有全向扇区的可控相控阵天线(200)由阵列天线(230)形成，所述阵列天线包括至少三个天线元件(231)或至少四个天线元件(231)。


4.根据权利要求3所述的天线组件(100)，其特征在于：天线元件(231)是单极天线或双极天线。


5.根据权利要求3所述的天线组件(100)，其特征在于：天线元件(231)布置成在截头圆锥形底部反射器(210)和截头圆锥形顶部反射器(220)之间的间距(250)中从截头圆锥形底部反射器朝向截头圆锥形顶部反射器向上凸出，但并不与截头圆锥形顶部反射器(220)接触。


6.根据权利要求5所述的天线组件(100)，其特征在于：截头圆锥形底部反射器(210)在它的截头体处设置有通孔(212)，用于接收和容纳天线元件(231)。


7.根据前述任意一项权利要求所述的天线组件(100)，其特征在于：所述天线组件包括壳体(400)，所述壳体由主体(410)和顶盖(420)形成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·哈根，
申请(专利权)人：康斯堡西特克斯股份公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO