【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星通信，涉及一种高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站。
技术介绍
1、高通量卫星通信系统目前是海洋通信的主力手段之一,在航海领域发挥着举足轻重的作用。许多国家都在大量发射、应用覆盖海洋的通信卫星,保障海洋各级各类用户随遇接入、信息随处可达。作为通信系统的重要组成部分，船载终端站在对高通量卫星进行跟踪时，由于海洋环境复杂多变，船载终端站的姿态在时刻发生变化，导致解算的相控阵天线波束指向往往滞后于轮船姿态的变化，会导致相控阵天线不能有效跟踪卫星，造成通信信号质量变差或中断，从而导致通信性能受到极大影响。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的问题是，提供一种能适应海洋复杂环境的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，解决终端站的天线不能有效跟踪卫星的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，包括天线主板，以及与所述天线主板电路连接的收发射频通道、天线单元、子惯导和位姿电机；
3、所述子惯导用于按第一频率生成天线姿态信息；所述第一频率不小于100hz；
4、所述天线主板用于根据所述天线姿态信息生成所述天线单元的相位角度信息和位姿电机指令信息；所述相位角度刷新率为500±50ms/次；
5、所述位姿电机用于根据所述位姿电机指令信息，驱动所述天线单元对准至目标卫星方向；
6、所述天线单元用于根据接收到的所述相位角度信息控制波束指向；
7、所述收发射频通道与所述
8、作为一种可选的实施方式，所述子惯导包括位姿解算模块，以及与所述姿解算模块电路连接的主陀螺仪、俯仰陀螺仪和加速度计；
9、所述姿解算模块电路连接所述天线主板，所述姿解算模块从所述天线主板按第二频率获取轮船姿态信息；所述第二频率不大于50hz；
10、所述位姿解算模块接收来自所述主陀螺仪、所述俯仰陀螺仪以及所述加速度计的传感数据，生成内部姿态信息；
11、所述位姿解算模块将所述内部姿态信息进行补偿处理，得到第二内部姿态信息；
12、所述位姿解算模块将所述第二内部姿态信息与所述轮船姿态信息进行误差计算，得到姿态误差信息；
13、所述位姿解算模块将所述姿态误差信息进行补偿处理，按第一频率生成天线姿态信息。
14、作为一种可选的实施方式，所述天线单元包括馈电网络，以及与馈电网络电路连接的若干组tr组件与天线阵元组合；所述馈电网络用于功率分配、合成与控制相位分布；所述tr组件与天线阵元组合用于发射和接收电磁波。
15、所述馈电网络电路连接所述收发射频通道，与所述收发射频通道进行信号交互。
16、作为一种可选的实施方式，所述天线主板包括姿态控制模块、角度解算模块、天线跟踪模块、射频控制模块和轮船姿态传导模块；
17、所述姿态控制模块电路连接所述子惯导和所述位姿电机，用于向所述子惯导发送轮船姿态信息，从所述子惯导接收天线姿态信息，控制所述位姿电机；
18、所述天线跟踪模块用于根据所述天线姿态信息，利用预设的卫星信息和选星策略，得到要进行波束跟踪的卫星，计算生成波束指向，所述波束指向刷新率为500±50ms/次；所述天线跟踪模块用于控制所述天线单元进行动态扫描；
19、所述角度解算模块，用于将所述波束指向解算为tr组件的移相和衰减值，得到所述天线单元中每个tr组件所需要的相位角度；
20、所述射频控制模块电路连接所述收发射频通道，用于完成雷达射频信号的功率放大与有用信号的接收和处理；
21、所述轮船姿态传导模块用于获取轮船的姿态信息。
22、作为一种可选的实施方式，所述位姿电机包括俯仰电机、方位电机和横滚电机；所述俯仰电机用于驱动天线单元进行俯仰移动；所述方位电机用于驱动天线单元进行方位移动，所述横滚电机用于驱动天线单元进行调整横滚角。
23、作为一种可选的实施方式，所述姿态控制模块控制所述位姿电机，具体的：
24、所述姿态控制模块根据所述天线姿态信息，判断天线是否处于运动状态，得到第一判断结果；
25、若所述第一判断结果为是，所述姿态控制模块对所述天线姿态信息进行感知角度变化处理，得到天线变换角度；根据所述天线变换角度，所述姿态控制模块控制所述位姿电机将天线姿态对准至目标卫星方向；
26、若所述第一判断结果为否，则所述姿态控制模块控制所述位姿电机保持天线对准目标卫星方向不变。
27、作为一种可选的实施方式，所述天线跟踪模块用于控制所述天线单元进行动态扫描，具体的：
28、所述天线跟踪模块根据预设的先验信息，生成所述天线单元的扫描范围；所述预设的先验信息包括高通量卫星星历和波束信息；
29、所述天线跟踪模块根据所述轮船姿态信息，判断天线方位角与天线俯仰角变化的变化幅度：
30、当所述天线方位角和所述天线俯仰角的变化幅度小于第一角度时，则所述天线单元采用螺旋扫描方式，在所述扫描范围进行扫描；
31、当所述天线方位角，或，所述天线俯仰角的变化幅度大于第一角度时，如果所述天线俯仰角变化范围大于所述天线方位角变化范围，则所述天线单元采用分行扫描的方式，在所述扫描范围进行扫描，以实现在方位向上进行快速扫描，在俯仰上进行缓慢扫描；否则所述天线单元采用锯齿扫描的方式，在所述扫描范围进行扫描，以实现在俯仰上进行快速扫描，在方位上进行缓慢扫描。
32、作为一种可选的实施方式，所述第一角度为10度。
33、作为一种可选的实施方式，所述天线跟踪模块根据预设的先验信息，生成所述天线单元的扫描范围，包括:
34、当波束控制准确度与通量卫星位置和波束先验信息准确度在90％以上时，天线采用第一范围扫描，降低能耗的同时提高捕获速度；
35、否则，随着不确定区域的增加，天线每秒以1％的速率，随不确定区域的增加，扩大扫描范围，避免信号的丢失，保证海上高质量通信。
36、作为一种可选的实施方式，所述第一范围扫描为0-360度，离轴60度。
37、与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下有益效果：
38、本专利技术公开了一种高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，包括天线主板，以及与所述天线主板电路连接的收发射频通道、天线单元、子惯导和位姿电机；子惯导根据内部姿态信息和轮船姿态信息，按不小于100hz的频率生成天线姿态信息；天线主板根据所述天线姿态信息生成天线单元的相位角度信息和位姿电机指令信息；位姿电机根据所述位姿电机指令信息，驱动天线单元对准至目标卫星方向；天线单元根据接收到的相位角度信息控制波束指向；天线主板的天线跟踪模块控制所述天线单元进行动态扫描；收发射频通道电路连接天线主板和天线单元，实现基带信号与射频信号的相互转化。可见，本专利技术所提供的技术方案，动态适应海本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述终端站包括天线主板(100)，以及与所述天线主板(100)电路连接的收发射频通道(200)、天线单元(300)、子惯导(400)和位姿电机(500)；
2.根据权利要求1所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述子惯导(400)包括位姿解算模块，以及与所述姿解算模块电路连接的主陀螺仪、俯仰陀螺仪和加速度计；
3.根据权利要求1所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线单元(300)包括馈电网络，以及与馈电网络电路连接的若干组TR组件与天线阵元组合；所述馈电网络用于功率分配、合成与控制相位分布；所述TR组件与天线阵元组合用于发射和接收电磁波；
4.根据权利要求3所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线主板(100)包括姿态控制模块、角度解算模块、天线跟踪模块、射频控制模块和轮船姿态传导模块；
5.根据权利要求4所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述位姿电机(500)包括俯仰电机、
6.根据权利要求4所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述姿态控制模块控制所述位姿电机(500)，具体的：
7.根据权利要求4所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线跟踪模块用于控制所述天线单元(300)进行动态扫描，具体的：
8.根据权利要求7所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述第一角度为10度。
9.根据权利要求7所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线跟踪模块根据预设的先验信息，生成所述天线单元(300)的扫描范围，包括:
10.根据权利要求7所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述第一范围扫描为0-360度，离轴60度。
...【技术特征摘要】
1.一种高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述终端站包括天线主板(100)，以及与所述天线主板(100)电路连接的收发射频通道(200)、天线单元(300)、子惯导(400)和位姿电机(500)；
2.根据权利要求1所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述子惯导(400)包括位姿解算模块，以及与所述姿解算模块电路连接的主陀螺仪、俯仰陀螺仪和加速度计；
3.根据权利要求1所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线单元(300)包括馈电网络，以及与馈电网络电路连接的若干组tr组件与天线阵元组合；所述馈电网络用于功率分配、合成与控制相位分布；所述tr组件与天线阵元组合用于发射和接收电磁波；
4.根据权利要求3所述的高通量卫星通信系统的船载卫星网络终端站，其特征在于，所述天线主板(100)包括姿态控制模块、角度解算模块、天线跟踪模块、射频控制模块和轮船姿态传导模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮晓刚，董飞鸿，王丽，叶虎，
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，
类型：发明
国别省市：
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