一种北斗短报文终端的天线系统及调整方法技术方案

一种北斗短报文终端的天线系统及调整方法，包括：天线接收模块、天线发射模块、天线驱动模块和控制模块；天线驱动模块分别连接天线接收模块和天线发射模块，用于对发射天线和接收天线进行角度调整；控制模块通过天线驱动模块对发射天线和接收天线的角度调整进行控制。本发明专利技术通过设置天线驱动模块并驱动天线进行角度调整，控制北斗收发天线的角度，使得对准最强北斗卫星的波束信号，大幅提升北斗短报文终端通信收发的成功率，本发明专利技术的提供一种北斗短报文终端的天线系统，制造成本低、原理简单、短报文双向通信效果提升显著，利于推广。利于推广。利于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种北斗短报文终端的天线系统及调整方法


[0001]本专利技术涉及北斗短报文终端领域，尤其涉及一种北斗短报文终端的天线系统及调整方法。

技术介绍

[0002]北斗二号卫星导航系统(BD2、Beidou
‑
2)是中国独立开发的全球卫星导航系统。截止2012年底目前已有14颗卫星服务于亚太地区，包括5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和4颗MEO卫星。其中北斗二号5颗GEO卫星提供短报文通信功能，其他卫星提供导航定位功能。5颗GEO卫星，其中每颗卫星包含2个独立波束信号，即共10个独立波束信号提供短报文通信服务。
[0003]北斗三号工程于2009年正式启动建设，北斗三号卫星导航系统空间段由27颗中地球轨道卫星、5颗同步轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星组成，将向全球提供服务。北斗三号已于2020年7月31日，正式向全球提供服务。北斗三号主要提供基本导航服务、短报文通信服务(区域、全球)、星基增强服务、国际搜救服务、精密单点定位服务等主要服务。北斗三号短报文服务通过3颗GEO卫星提供服务，每颗卫星提供7个波束信号提供服务，共21个波束提供北斗短报文服务。
[0004]北斗二号短报文卫星编号为1～5，北斗三号短报文卫星编号为59、60和61。此8颗为同步轨道卫星，距离地表高度为35786km，轨道倾角为0度，也即在地球某一位置观测GEO卫星，GEO卫星位置是固定的。北斗二号的5颗GEO卫星分别位于东经58.75
°
、80
°
、110.5
°
、140
°
和160
°
，北斗三号的3颗GEO卫星分别位于东经80
°
、110.5
°
、140
°
。
[0005]传统的北斗短报文终端的S频点和L频点天线采用和设备固定方式设计，天线增益的俯仰角在低仰角30度时，一般比高仰角增益低6dB左右，如果要保证在低仰角时依然有很高的增益，此时需要增加天线的体积，另外还增加了天线的制造成本。

技术实现思路

[0006](一)专利技术目的
[0007]本专利技术的目的是提供一种通过控制北斗天线方向，提升北斗短报文终端的接收成功率和发射成功率的北斗短报文终端的天线系统及方法。
[0008](二)技术方案
[0009]为解决上述问题，本专利技术提供了一种北斗短报文终端的天线系统，包括：天线接收模块、天线发射模块、天线驱动模块和控制模块；
[0010]所述天线接收模块包括接收天线，通过所述接收天线接收北斗卫星信号；所述天线发射模块包括发射天线，通过所述发射天线发射信号至北斗卫星；
[0011]所述天线驱动模块分别连接所述天线接收模块和天线发射模块，用于对发射天线和接收天线进行角度调整；
[0012]所述控制模块连接所述天线驱动模块，通过所述天线驱动模块对发射天线和接收天线的角度调整进行控制。
[0013]本专利技术的另一个方面，优选地，天线驱动模块包括第一天线驱动单元和第二天线驱动单元，所述第一天线驱动单元调整天线第一方向上的角度，所述第二天线驱动单元调整天线第二方向上的角度，所述第一方向与第二方向垂直交叉。
[0014]本专利技术的另一个方面，优选地，所述天线驱动模块对发射天线和接收天线进行俯仰角和方位角调整
。
[0015]本专利技术的另一个方面，优选地，所述天线接收模块和天线发射模块集成。
[0016]本专利技术的另一个方面，优选地，所述天线系统还包括信号转换模块和基带处理模块，所述信号转换模块分别连接天线接收模块、天线发射模块和基带处理模块；所述信号转换模块包括：接收变频单元和发射变频单元，所述接收变频单元，用于将所述天线接收模块接收到的天线接收信号进行变频，形成中频信号并输出至基带处理模块；所述发射变频单元，用于将所述基带处理模块输出的信号进行变频，形成天线发射信号并输出至天线发射模块。
[0017]本专利技术的另一个方面，优选地，所述信号转换模块还包括：模数单元和模拟信号转换单元，所述模数采样单元用于对所述中频信号进行模数转换后输出至基带处理模块；所述模拟信号转换单元用于将所述基带处理模块输出的信号转换为模拟信号后进行变频。
[0018]本专利技术的另一个方面，优选地，所述天线接收模块还包括低噪声放大子模块，用于将接收天线接收到的北斗卫星信号，进行低噪声放大；所述天线发射模块还包括输出功率放大子模块，用于对发射信号输出功率进行放大。
[0019]本专利技术的另一个方面，优选地，所述控制模块还连接所述基带处理模块，形成通信通道，所述通信通道用于传输模数转换后的中频信号和基带处理模块输出的信号。
[0020]本专利技术的另一个方面，优选地，一种采用如上中任意一项所述的北斗短报文终端的天线系统的调整方法，所述方法包括：
[0021]S1：设置第一天线驱动单元第一方向上俯仰角为第一角度，设置第二天线驱动单元第二方向上方位角为第二角度；
[0022]S2：获取北斗卫星各波束出站信号的第一次强度数据；
[0023]S3：将第一天线驱动单元第一方向上俯仰角向远离第一角度的方向增加预设的单次调整角度，保持第二天线驱动单元第二方向上方位角为第二角度不变；
[0024]S4：获取北斗卫星各波束出站信号的第二次强度数据；
[0025]S5：循环步骤S3至步骤S4，直至满足第一天线驱动单元覆盖的角度范围，循环次数记为N；
[0026]S6：设置第一天线驱动单元第一方向的上方位角为第三角度，设置第二天线驱动单元第二方向上俯仰角为第四角度；
[0027]S7：获取北斗卫星各波束出站信号第N+1次强度数据；
[0028]S8：将第二天线驱动单元第二方向上俯仰角向远离第四角度的方向增加预设的单次调整角度，保持第一天线驱动单元第一方向的上方位角为第三角度不变；
[0029]S9：获取北斗卫星各波束出站信号第N+2次强度数据；
[0030]S10：循环步骤S8至步骤S9，直至满足第二天线驱动单元覆盖的角度范围，循环次数记为M；
[0031]S11：分别计算各波束出站信号的各次强度数据之和，并选取各次强度数据之和的
最大值；
[0032]S12：根据所述最大值分别设置第一天线驱动单元和第二天线驱动单元的角度。
[0033]本专利技术的另一个方面，优选地，所述第一天线驱动单元或第二天线驱动单元角度调整后，经过信号稳定时间获取强度数据。
[0034](三)有益效果
[0035]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0036]本专利技术通过设置天线驱动模块与天线接收模块和天线发射模块连接，并分别驱动接收天线和发射天线进行角度调整，控制北斗收发天线的角度，使得对准最强北斗卫星的波束信号，大幅提升北斗短报文终端通信收发的成功率；本专利技术的提供一种北斗短报文终端的天线系统，制造成本低、原理简单、短报文双向通信效果提升显著，利于推广本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，包括：天线接收模块、天线发射模块、天线驱动模块和控制模块；所述天线接收模块包括接收天线，通过所述接收天线接收北斗卫星信号；所述天线发射模块包括发射天线，通过所述发射天线发射信号至北斗卫星；所述天线驱动模块分别连接所述天线接收模块和天线发射模块，用于对发射天线和接收天线进行角度调整；所述控制模块连接所述天线驱动模块，通过所述天线驱动模块对发射天线和接收天线的角度调整进行控制。2.根据权利要求1所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，天线驱动模块包括第一天线驱动单元和第二天线驱动单元，所述第一天线驱动单元调整天线第一方向上的角度，所述第二天线驱动单元调整天线第二方向上的角度，所述第一方向与第二方向垂直交叉。3.根据权利要求2所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，所述天线驱动模块对发射天线和接收天线进行俯仰角和方位角调整
。
4.根据权利要求1所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，所述天线接收模块和天线发射模块集成。5.根据权利要求1所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，所述天线系统还包括信号转换模块和基带处理模块，所述信号转换模块分别连接天线接收模块、天线发射模块和基带处理模块；所述信号转换模块包括：接收变频单元和发射变频单元，所述接收变频单元，用于将所述天线接收模块接收到的天线接收信号进行变频，形成中频信号并输出至基带处理模块；所述发射变频单元，用于将所述基带处理模块输出的信号进行变频，形成天线发射信号并输出至天线发射模块。6.根据权利要求5所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，所述信号转换模块还包括：模数单元和模拟信号转换单元，所述模数采样单元用于对所述中频信号进行模数转换后输出至基带处理模块；所述模拟信号转换单元用于将所述基带处理模块输出的信号转换为模拟信号后进行变频。7.根据权利要求1所述的北斗短报文终端的天线系统，其特征在于，所述天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪兵，王伦，程忠国，
申请(专利权)人：北京天海达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：