动中通平板天线电子变极化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种动中通平板天线电子变极化系统，包括对移动载体的姿态与位置进行实时检测的状态信息检测单元、据状态信息检测单元所检测信息计算出移动载体在静态及动态下的极化角的主控制器、对Ｋｕ频段双极化平板天线所收发信号进行调整以实现实时对Ｋｕ频段双极化平板天线进行极化匹配的电子变极化单元和据主控制器计算结果相应推算出需对Ｋｕ频段双极化平板天线所收发信号的相位或者相位与幅度进行调整的调整量并根据计算出来的调整量相应对电子变极化单元进行控制的辅控制器。本实用新型专利技术系统结构简单、体积小且极化控制方法简单、可实现快速极化调整，有效适用至移动载体卫星通信中的极化对准，有效解决了平板天线的变极化问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术于移动卫星通信中的平板天线变极化
，尤其是涉及一种动 中通平板天线电子变极化系统。
技术介绍
动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称，通过动中通系统，车辆、 轮船、飞机等移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星等平台，不间断地传递语音、数 据、图像等多媒体信息，可满足各种军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需 要，动中通系统很好地解决了各种车辆、轮船等移动载体在运动中通过地球同步卫星， 实时不断地传递语音、数据、高清晰的动态视频图像、传真等多媒体信息的难关，是通 信领域的一次重大的突破，是当前卫星通信领域需求旺盛、发展迅速的应用领域，在军 民两个领域都有极为广泛的发展前景。综上，动中通卫星通信系统是指移动载体(例如 汽车、火车、飞机、轮船等)在快速运行过程中实现与目标卫星(静止或定点卫星，即同 步轨道卫星)实时通信的系统。实际工作中，因为目标卫星距地面的距离很远(约4万 公里)，要实现卫星与地面载体间高码速率的多媒体通信，就必须采用高增益天线。由于 这种天线的波束宽度很窄，要保证载体在快速移动过程中能够正常且不间断地与卫星通 信，则必须使其天线波束始终准确地对准卫星。Ku频段卫星系统采用线极化方式，因而载体行进过程中，姿态和地理位置的持 续变化会导致波束的滚动问题，如果只在指向上对准卫星，接收卫星信号时会存在极化 失配问题，造成增益损失，严重的极化失配时发射信号会给卫星的其它用户带来严重的 极化干扰，影响卫星正常工作。动中通卫星通信系统的天线一般分为反射面天线和平板 天线两种。通过一个反射面天线和一个电动变极化馈源就可以实现异频双极化和变极 化功能，这一技术已经成熟，但其在高度、机械特性等方面还不能满足大部分应用场合 的要求。对于平板天线构成的低轮廓动中通卫星通信系统，由于极化轴固定连接在天线 孔径上，因而通过旋转天线来调整极化显然起不到降低高度的作用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种动 中通平板天线电子变极化系统，其系统结构简单、体积小且极化控制方法简单、可实现 快速极化调整，有效适用于移动载体卫星通信中的极化对准，能有效解决平板天线的变 极化问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种动中通平板天线电 子变极化系统，其特征在于包括对承载Ku频段双极化平板天线的移动载体的姿态与位 置信息进行实时检测的状态信息检测单元、根据状态信息检测单元所检测信息相应分别 计算得出所述移动载体在静态及动态条件下的极化角的主控制器、对Ku频段双极化平板 天线所收发信号的相位或者相位与幅度进行调整以实现实时对Ku频段双极化平板天线进行极化匹配的电子变极化单元和根据主控制器的计算结果相应推算出需对Ku频段双极化 平板天线所收发信号的相位或者相位与幅度进行调整的调整量并根据所计算出来的调整 量相应对电子变极化单元进行控制的辅控制器，所述状态信息检测单元与主控制器相接 包括对承载Ku频段双极化平板天线的移动载体的姿态与位置信息进行实时检测的状态信 息检测单元、根据状态信息检测单元所检测信息计算得出所述移动载体在静态及动态条 件下的极化角的主控制器、对Ku频段双极化平板天线所收发信号的相位与幅度进行调整 以实现实时对Ku频段双极化平板天线进行极化匹配的电子变极化单元和根据主控制器的 计算结果相应推算出需对Ku频段双极化平板天线所收发信号的相位或者相位与幅度进行 调整的调整量并根据所计算出来的调整量相应对电子变极化单元进行控制的辅控制器， 所述状态信息检测单元与主控制器相接，主控制器与辅控制器相接，辅控制器与电子变 极化单元相接，且电子变极化单元分别与Ku频段双极化平板天线的水平极化端口和垂直 极化端口相接；所述电子变极化单元为双通道变极化系统或单通道变极化系统，所述状 态信息检测单元包括位置检测单元和姿态检测单元且所述位置检测单元和姿态检测单元 均与主控制器相接，所述电子变极化单元通过上变频器或下变频器与通讯设备相接。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述Ku频段双极化平板天线 包括双极化接收天线和双极化发射天线，所述电子变极化单元包括与双极化接收天线的 垂直极化与水平极化端口相接的电子变极化单元一和与双极化发射天线的垂直极化与水 平极化端口相接的电子变极化单元二，所述电子变极化单元一和电子变极化单元二均与 辅控制器相接；所述电子变极化单元一和电子变极化单元二分别通过下变频器和上变频 器与通讯设备相接。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述辅控制器为单片机 MSP430。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述位置检测单元为GPS定 位系统，所述姿态检测单元为惯性姿态测量系统。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述单片机MSP430与主控 制器之间通过SPI接口进行连接。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述单通道变极化系统包括 单通道变极化接收系统和单通道变极化发射系统；所述单通道变极化接收系统包括分别与Ku频段双极化平板天线的水平极化端口 和垂直极化端口相接的可变移相器一和可变移相器二、分别与可变移相器一和可变移相 器二相接的衰减器一和衰减器二相接对衰减器一和衰减器二所输出信号进行合并的信号 合并器，所述衰减器一和衰减器二分别与信号合并器的两个输入端相接，所述信号合并 器的信号输出端与下变频器的信号输入端相接，所述衰减器一、衰减器二、可变移相器 一和可变移相器二均与辅控制器相接且均由辅控制器进行控制；所述单通道变极化发射系统包括与通讯设备的信号输出端相接的功分器一、分 别与功分器一的两个输出端相接的可变移相器三和可变移相器四以及分别与可变移相器 三和可变移相器四的输出端相接的衰减器三和衰减器四，所述衰减器三和衰减器四的输 出端分别与Ku频段双极化平板天线的水平极化端口和垂直极化端口相接，所述可变移 相器三、可变移相器四、衰减器三和衰减器四均与辅控制器相接且均由辅控制器进行控制。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述单通道变极化接收系统 还包括放大器一和放大器二，所述Ku频段双极化平板天线的水平极化端口和垂直极化端 口与可变移相器一和可变移相器二之间分别接有低噪声放大器一和低噪声放大器二，所 述放大器一和放大器二分别接在衰减器一和衰减器二与信号合并器之间；所述衰减器三和衰减器四与Ku频段双极化平板天线的水平极化端口和垂直极化 端口之间分别接有功率放大器一和功率放大器二。上述动中通平板天线电子变极化系统，其特征是所述双通道变极化系统包括 双通道变极化接收系统和双通道变极化发射系统；所述双通道变极化接收系统包括3dB电桥一、分别与3dB电桥一的两个输出端 相接的可变移相器五和可变移相器六以及两个输入端分别与可变移相器五和可变移相器 六相接的3dB电桥二，所述3dB电桥一的两个输入端分别与Ku频段双极化平板天线的水 平极化端口和垂直极化端口相接，3dB电桥二的两个输出端均与下变频器的信号输入端 相接，所述可变移相器五和可变移相器六均与辅控制器相接且均由辅控制器进行控制；所述双通道变极化发射系统包括分别与通讯设备的信号输出端相接的功分器二 或3dB电桥三、分别与功分器二或3dB电桥三的两个输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动中通平板天线电子变极化系统，其特征在于：包括对承载Ｋｕ频段双极化平板天线（５）的移动载体的姿态与位置信息进行实时检测的状态信息检测单元（１）、根据状态信息检测单元（１）所检测信息计算得出所述移动载体在静态及动态条件下的极化角的主控制器（２）、对Ｋｕ频段双极化平板天线（５）所收发信号的相位与幅度进行调整以实现实时对Ｋｕ频段双极化平板天线（５）进行极化匹配的电子变极化单元（４）和根据主控制器（２）的计算结果相应推算出需对Ｋｕ频段双极化平板天线（５）所收发信号的相位或者相位与幅度进行调整的调整量并根据所计算出来的调整量相应对电子变极化单元（４）进行控制的辅控制器（３），所述状态信息检测单元（１）与主控制器（２）相接，主控制器（２）与辅控制器（３）相接，辅控制器（３）与电子变极化单元（４）相接，且电子变极化单元（４）分别与Ｋｕ频段双极化平板天线（５）的水平极化端口和垂直极化端口相接；所述电子变极化单元（４）为双通道变极化系统或单通道变极化系统，所述状态信息检测单元（１）包括位置检测单元和姿态检测单元且所述位置检测单元和姿态检测单元均与主控制器（２）相接，所述电子变极化单元（４）通过上变频器（６）或下变频器（７）与通讯设备（８）相接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓卫，贾维敏，姚敏立，蔡国新，许华春，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二炮兵工程学院，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]