一种自动追踪的卫星通信设备及其工作方法技术

本发明专利技术属于卫星通信技术领域，公开了一种自动追踪的卫星通信设备及其工作方法，所述的卫星通信设备，包括旋转式追踪卫星天线单元、主控单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元，旋转式追踪卫星天线单元、射频单元以及基带信号处理单元通信连接，主控单元分别与旋转式追踪卫星天线单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元通信连接，无线通讯单元通信连接有外部的云端中心和移动设备。本发明专利技术解决了现有技术存在的只能接收或者发射某一频段的射频信号、设备开发周期长和成本大、程序继承性难、不能适应发展要求、信号接收稳定性差、环境适应性低以及实用性低的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种自动追踪的卫星通信设备及其工作方法


[0001]本专利技术属于卫星通信
，具体涉及一种自动追踪的卫星通信设备及其工作方法。

技术介绍

[0002]卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。卫星通信以卫星作为中继站转发射频信号，在多个地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖，由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此覆盖范围远大于一般的移动通信，但卫星通信要求地面设备具有较大的发射功率，因此不易普及使用。卫星通信设备已经在大量应用中广泛使用，但是现有的卫星通信设备存在以下的问题：
[0003]1)不同的卫星发射的射频信号的频段不同，现有的卫星通信设备只能接收或者发射某一频段的射频信号，即卫星通信设备的设计都是面向单一卫星、功能和用途的，不同卫星通信设备采用不同的硬件平台和体系结构。这样重复的硬件设计导致了设备开发周期长和成本大、程序继承性难，从而不能适应现在高带宽，多功能的卫星通信的快速发展要求。
[0004]2)现有的卫星通信设备采用固定式的卫星天线接收卫星信号，这种装载方式仅仅适用于固定位置，例如卫星通信基站的卫星通信设备，但是当卫星通信设备装载在移动的载具，例如汽车或船舶的卫星通信设备，固定式的卫星天线设置方法导致其卫星信号接收稳定性差，环境变化时容易导致卫星信号丢失。
[0005]3)现有的卫星通信设备接收到的卫星信号往往在卫星通信基站中进行存储和分析，这种方式地域性要求高，并且无法实现远程的监控，即卫星通信设备的实用性低。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的只能接收或者发射某一频段的射频信号、设备开发周期长和成本大、程序继承性难、不能适应发展要求、信号接收稳定性差、环境适应性低以及实用性低的问题，本专利技术目的在于提供一种自动追踪的卫星通信设备及其工作方法。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]一种自动追踪的卫星通信设备，包括旋转式追踪卫星天线单元、主控单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元，旋转式追踪卫星天线单元、射频单元以及基带信号处理单元通信连接，主控单元分别与旋转式追踪卫星天线单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元通信连接，无线通讯单元通信连接有外部的云端中心和移动设备。
[0009]进一步地，射频单元包括依次通信连接的发射/接收波束形成模块、功率/低噪音放大器、上/下变频器以及数模/模数转换模块，且发射/接收波束形成模块、功率/低噪音放大器、上/下变频器以及数模/模数转换模块均与主控单元通信连接，数模/模数转换模块与基带信号处理单元通信连接。
[0010]进一步地，基带信号处理单元包括依次通信连接的射频发射/接收模块、卫星信号
捕获模块、信号同步模块、上/下采样模块、调制/解调模块以及编/解码模块，且射频发射/接收模块、卫星信号捕获模块、信号同步模块、上/下采样模块、调制/解调模块以及编/解码模块均与主控单元通信连接。
[0011]进一步地，无线通讯单元包括均与主控单元通信连接的蓝牙模块、智能网关、WIFI模块、卫星电话发射模块以及卫星电视发射模块，蓝牙模块通信连接有外部的蓝牙接入设备，智能网关通信连接有外部的云端中心，WIFI模块通信连接有外部的移动设备，卫星电话发射模块通信连接有外部的卫星电话设备，卫星电视发射模块通信连接有外部的卫星电视设备。
[0012]进一步地，包括若干旋转式追踪卫星天线单元，每个旋转式追踪卫星天线单元均包括卫星天线、旋转底座、追踪控制器、追踪传感器模块以及追踪驱动模块，卫星天线设置于旋转底座，追踪传感器模块和追踪驱动模块均与追踪控制器通信连接，追踪控制器与主控单元通信连接；
[0013]卫星天线包括若干并联设置的天线阵列；
[0014]卫星天线与射频单元通信连接，且卫星天线设置有天线俯仰控制部件，天线俯仰控制部件设置有追踪驱动模块；
[0015]追踪传感器模块包括均与追踪控制器通信连接的GPS传感器、方向传感器、速度传感器以及陀螺仪传感器；
[0016]旋转底座包括与装载位置固定连接的固定底座，还包括设置于固定底座顶端的旋转台，旋转台与固定底座的连接部分设置有减震部件，且旋转台的顶端设置有卫星天线；
[0017]追踪驱动模块包括均与追踪控制器通信连接的旋转台电机和天线俯仰控制电机，旋转台电机设置于旋转台与固定底座的连接部分，天线俯仰控制电机设置于天线俯仰控制部件。
[0018]进一步地，主控单元包括主处理器、协处理器、内存模块以及缓存器，主处理器分别与旋转式追踪卫星天线单元、射频单元、基带信号处理单元、无线通讯单元、协处理器、内存模块以及缓存器通信连接。
[0019]进一步地，还包括供电单元，供电单元包括市电接入模块、备用电源模块以及电源管理模块，市电接入模块的输入端电性连接有外部的市电，且市电接入模块的输出端与电源管理模块电性连接，备用电源模块的输出端与电源管理模块电性连接，电源管理模块分别与旋转式追踪卫星天线单元、主控单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元电性连接，且电源管理模块的控制端与主控单元通信连接。
[0020]进一步地，还包括自检测单元，自检测单元包括卫星信号检测模块、电压采集模块、电流采集模块、电信号检测模块、声光报警器、断路器以及保险丝，卫星信号检测模块分别与每个卫星信号捕获模块和主控单元通信连接，电压采集模块和电流采集模块均与供电单元的供电母线电性连接，电信号检测模块、声光报警器以及断路器与主控单元通信连接，断路器和保险丝均接入供电单元的供电母线。
[0021]一种卫星通信设备的工作方法，基于自动追踪的卫星通信设备，包括如下步骤：
[0022]每个旋转式追踪卫星天线单元实时对卫星的位置进行追踪并调整卫星天线的姿态；
[0023]当前旋转式追踪卫星天线单元接收到卫星发射的射频信号，射频单元对射频信号
进行下变频和噪音放大处理，基带信号处理单元对射频信号进行解调和解码处理，得到数字基带信号；
[0024]主控单元对数字基带信号进行分析和存储，并通过无线通讯单元将数字基带信号发送至云端中心；
[0025]主控单元根据移动设备的指令生成对应的数字基带信号，将数字基带信号发送至主控单元进行分析和存储；
[0026]基带信号处理单元对数字基带信号进行调制和编码处理，得到数字基带信号，射频单元对数字基带信号进行上变频和功率放大处理，得到射频信号；
[0027]当前旋转式追踪卫星天线单元将射频信号发送至卫星和其它射频接收设备。
[0028]进一步地，工作过程中，使用自检测单元对卫星通信设备的工作状态进行实时检测，包括如下步骤：
[0029]电压采集模块实时采集供电单元的供电母线的电压信号，电流采集模块实时采集供电单元的供电母线的电流信号，电信号检测模块对供电母线的电压信号和电流信号进行检测；
[0030]若检测结果为发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：包括旋转式追踪卫星天线单元、主控单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元，所述的旋转式追踪卫星天线单元、射频单元以及基带信号处理单元通信连接，所述的主控单元分别与旋转式追踪卫星天线单元、射频单元、基带信号处理单元以及无线通讯单元通信连接，所述的无线通讯单元通信连接有外部的云端中心和移动设备。2.根据权利要求1所述的自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：所述的射频单元包括依次通信连接的发射/接收波束形成模块、功率/低噪音放大器、上/下变频器以及数模/模数转换模块，且发射/接收波束形成模块、功率/低噪音放大器、上/下变频器以及数模/模数转换模块均与主控单元通信连接，所述的数模/模数转换模块与基带信号处理单元通信连接。3.根据权利要求1所述的自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：所述的基带信号处理单元包括依次通信连接的射频发射/接收模块、卫星信号捕获模块、信号同步模块、上/下采样模块、调制/解调模块以及编/解码模块，且射频发射/接收模块、卫星信号捕获模块、信号同步模块、上/下采样模块、调制/解调模块以及编/解码模块均与主控单元通信连接。4.根据权利要求1所述的自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：所述的无线通讯单元包括均与主控单元通信连接的蓝牙模块、智能网关、WIFI模块、卫星电话发射模块以及卫星电视发射模块，所述的蓝牙模块通信连接有外部的蓝牙接入设备，所述的智能网关通信连接有外部的云端中心，所述的WIFI模块通信连接有外部的移动设备，所述的卫星电话发射模块通信连接有外部的卫星电话设备，所述的卫星电视发射模块通信连接有外部的卫星电视设备。5.根据权利要求1所述的自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：包括若干旋转式追踪卫星天线单元，每个所述的旋转式追踪卫星天线单元均包括卫星天线、旋转底座、追踪控制器、追踪传感器模块以及追踪驱动模块，所述的卫星天线设置于旋转底座，所述的追踪传感器模块和追踪驱动模块均与追踪控制器通信连接，所述的追踪控制器与主控单元通信连接；所述的卫星天线包括若干并联设置的天线阵列；所述的卫星天线与射频单元通信连接，且卫星天线设置有天线俯仰控制部件，所述的天线俯仰控制部件设置有追踪驱动模块；所述的追踪传感器模块包括均与追踪控制器通信连接的GPS传感器、方向传感器、速度传感器以及陀螺仪传感器；所述的旋转底座包括与装载位置固定连接的固定底座，还包括设置于固定底座顶端的旋转台，所述的旋转台与固定底座的连接部分设置有减震部件，且旋转台的顶端设置有卫星天线；所述的追踪驱动模块包括均与追踪控制器通信连接的旋转台电机和天线俯仰控制电机，所述的旋转台电机设置于旋转台与固定底座的连接部分，所述的天线俯仰控制电机设置于天线俯仰控制部件。6.根据权利要求1所述的自动追踪的卫星通信设备，其特征在于：所述的主控单元包括主处理器、协处理器、内存模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岳平，盛银，王永阁，吕嘉龙，石莹，
申请(专利权)人：曙光星云信息技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：