一种海事卫星有源天线模块制造技术

过去的几十年里，由于技术简单，人们设计出机械控制海事卫星天线，这种天线系统采用单波束天线，没有办法得到更宽的低仰角覆盖范围，为此本实用新型专利技术提出了一种海事卫星有源天线模块，主要由接收系统（GPS接收系统、卫星接收系统）、发射系统、电压系统、滤波器系统（输入和输出双工器、卫星发射滤波器、卫星接收滤波器、GPS接收滤波器）、信号完整性查验系统和接插件系统组成，能够基本满足第四代海事卫星天线带宽设计要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种海事卫星有源天线模块
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及卫星通信领域。
技术介绍
从早期从事海上遇险安全通信体系保障到后来向航空和陆地通信的发展，海事卫星通信更多的应用主要是在应急通信领域。而随着INMARSAT第四代海事卫星的应用，卫星容量大幅增涨，是第三代卫星的16倍，更高的卫星功率意味着更小的终端，其星座设计为三颗卫星覆盖全球，2005年底，海事卫星通信实现了全球的无缝隙覆盖，当今，海事卫星通信发展迅速，它通过电话、传真和数据通信等形式使我们可以和任何地点的人通信，且价格合理，在过去的30年里，人们已经发射了许多应用于全球和区域海事卫星通信系统的海事卫星。海事卫星通信系统可以根据它们所处地球上方的纬度定义为地球同步轨道(GEO)卫星系统，中纬地球轨道(MEO)卫星系统和低纬地球轨道(LEO)卫星系统。针对用户特殊用途，每个系统都有其优缺点。GEO由于处于高纬度，全球覆盖可以仅用3颗GEO卫星实现，而对于LEO系统，为达到相同的覆盖率则需要几十到几百颗卫星，由于GEO系统的卫星对于地球相对静止，地面工作站天线和卫星之间不需要具备入口连接的跟踪能力，虽然GEO卫星位于赤道上方35700公里，发射费用昂贵，同时又0.37秒的传输延迟，但是预计未来GEO系统将继续在海事卫星通信市场中占主宰地位。由于人们不但规划新的全球和区域GEO系统，GEO系统的商业用途已经应用于移动通信的几个系统中，比如INMARSAT、MSAT (北美卫星移动通信系统)和OPTUS (澳都斯)。前两个系统使用中心频率为1.593GHz,相对带宽为8.5%的卫星链路(卫星到用户终端的下行链路为1.5250 GHz-1.5590 GHz，用户终端到卫星的上行链路为1.6565 GHz — 1.6605GHz)。OPTUS系统使用中心频率为1.603 GHz相对带宽为7.2%的卫星链路(下行链路为1.5450 GHz-1.5590 GHz，上行链路为1.6465 GHz-1.6605 GHz)。由于对带宽和仰角覆盖范围的要求不同，应用于前两个系统的海事卫星天线阵比应用于第三个系统的海事卫星天线阵更具技术挑战性。
技术实现思路
对于海事卫星天线，我们要求，在水平面上，任何移动终端必须有卫星跟踪能力并且0° — 360° 的水平角，对仰角覆盖范围的要求取决于终端使用的特定区域。如，对于澳大利亚使用的OPTUS系统仰角覆盖30° — 70°就足够了，北美使用的是INMARSAT和MSAT系统，仰角需要覆盖20° — 70°，对仰角覆盖范围要求最高的是大陆之间的航海系统，它经常需要覆盖整个赤道，这需要覆盖范围达到20° — 90°的全球终端，虽然这里没有对天线轴比的特定要求，但复合增益仍定义在终端天线的增益减去终端天线和卫星入射波之间的极化失配因子，它的大小在工作带宽内不得低于7dB。天线的回波损耗通常要求低于-10 dB。为了适应汽车由于恶劣的路况而震动和轮船因海上强风摇摆的情况，天线的结构必须牢固，为了能安装在交通工具上，天线需要重量轻，天线需要低剖面来降低由于交通工具快速行驶而引起风的阻力，最后一个也是其中一个很重要的要求就是，作为商业产品天线必须成本低廉,这样才能够开拓足够大的市场。本专利技术的目的在于提供一种针对现有技术缺陷的一种海事卫星有源天线模块，本专利技术经过分析及测试，可以达到工作频段:海事卫星接收1518-1559MHZ，海事卫星发射 1626.5-1675 MHz, GPS 频率:1565.19-1585.65 MHz ;增益:GPS ≥ 26dB,海事卫星接收≥26Db,海事卫星发射≥IldB ;驻波比≤1.5 ;端口阻抗:50Q ;适用温度:-40 — 70°C，并且根据本专利技术的特殊要求各接头都是定制的，是在基础接头的前提下进行改良过的。为了实现本专利技术的目的采用的技术方案:一种海事卫星有源天线模块，包含接收系统、发射系统、电源系统、滤波器系统、信号完整性查验系统和接插件系统，具体实现包含滤波器(I )，滤波器(I)上连接头(9)下连低噪声放大器(2)，所述的低噪声放大器(2)下连功分器(3)，所述的功分器(3)下连两路支路，一路支路下连滤波器(4)另一路支路下连滤波器(5)，所述的滤波器(4)下连定制接头(10)，所述的滤波器(5)下连定制接头(11)，所述的定制接头(11)下连滤波器(6)，所述的滤波器(6 )下连放大器(7 )，所述的放大器(7 )下连滤波器(8 )，所述的滤波器(8 )下连定制接头(9)。所述的接收系统包含GPS接收系统、卫星接收系统；所述的GPS接收系统采用一级放大直接实现26dB放大增益或者采用二级级联的方式实现26dB放大增益；所述的卫星接收系统同所述的GPS接收系统一样可以采用一级直接放大或二级级联的方式实现放大增益26dB ;所述的二级级联方式是在两个一级级联电路中间加带通滤波器的放大器。所述的发射系统采用一级放大电路直接实现IldB ;所述的发射系统采用220120M芯片，该芯片在频率为1595MHz时增益为18 dB。[0011 ] 所述的电源系统采用降压稳压芯片对同轴电缆芯来的电压进行稳压变换。优选型号LM25574。所述的LM25574通过逐周期限流、短路保护、热关断和远程关断等措施保证其可靠性，其提供TSSOP-16封装。所述的滤波器系统包含输入和输出双工器、卫星发射滤波器、卫星接收滤波器和GPS接收滤波器；所述的输入和输出双工器的输入频率为1518-1577MHZ，输出频率为1626-1676MHZ ;所述的卫星发射滤波器的工作频率为1626_1676MHz ;所述的卫星接收滤波器的工作频率为1518-1577MHZ ;所述的GPS接收滤波器的工作频率为1570_1580MHz。所述的信号完整性查验系统采用示波器家一个l_2ghz的检波器，从发射耦合出信号，通过对数放大，来检查信号。有益效果:本专利技术下的海事卫星天线模炔基本满足各项天线单元所需指标及工程要求，并且体积小，频带宽，成本低廉。本专利技术采用特别定制接头，解决了由于天线所用馈线基板比较厚导致其与传统的微带同轴转换接头连接不方便的问题。本专利技术采用功分器基本满足第四代海事卫星天线带宽设计要求。【附图说明】:图1:本专利技术的结构系统图；其中图1中:1、4、5、6、8——滤波器；2——低噪声放大器；3——功分器；；7——放大器；；9 —11:接头；图2:本专利技术所述一级LNA级联实现图；图3:本专利技术所述的二级LNA级联实现图；图4:本专利技术的发射系统芯片输入端电路图；图5:本专利技术的发射系统放大后的输出匹配电路图；图6:本专利技术所述的降压稳压器工作电路图；图7:本专利技术所述的双工器的实现效果及测试数据图；图8:本专利技术所述的卫星发射滤波器效果及测试数据图；图9:本专利技术所述的接收滤波器的仿真效果图；图10:本专利技术GPS接收滤波器的仿真效果图。具体实施方案:一种海事卫星有源天线模块，包含接收系统(内含GPS接收系统、卫星接收系统、)、发射系统、电源系统、滤波器系统、信号完整性查验系统、接插件系统。如图1所示，本专利技术包括滤波器(1)，所述的滤波器(I)与所述的低噪声放大器(2)相连，所述的此时的滤波器(I)的作用是把GPS信号和海事卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海事卫星有源天线模块，包含接收系统、发射系统、电源系统、滤波器系统、信号完整性查验系统和接插件系统，具体实现包含滤波器（1），滤波器（1）上连接头（9）下连低噪声放大器（2），所述的低噪声放大器（2）下连功分器（3），所述的功分器（3）下连两路支路，一路支路下连滤波器（4）另一路支路下连滤波器（5），所述的滤波器（4）下连定制接头（10），所述的滤波器（5）下连定制接头（11），所述的定制接头（11）下连滤波器（6），所述的滤波器（6）下连放大器（7），所述的放大器（7）下连滤波器（8），所述的滤波器（8）下连定制接头（9）。

【技术特征摘要】
1.一种海事卫星有源天线模块，包含接收系统、发射系统、电源系统、滤波器系统、信号完整性查验系统和接插件系统，具体实现包含滤波器(I )，滤波器(I)上连接头(9)下连低噪声放大器(2)，所述的低噪声放大器(2)下连功分器(3)，所述的功分器(3)下连两路支路，一路支路下连滤波器(4)另一路支路下连滤波器(5)，所述的滤波器(4)下连定制接头(10)，所述的滤波器(5)下连定制接头(11)，所述的定制接头(11)下连滤波器(6)，所述的滤波器(6 )下连放大器(7 )，所述的放大器(7 )下连滤波器(8 )，所述的滤波器(8 )下连定制接头(9)。2.根据权利要求1所述的一种海事卫星有源天线模块，其特征在于所述的接收系统包含GPS接收系统、卫星接收系统；所述的GPS接收系统采用一级放大直接实现26dB放大增益或者采用二级级联的方式实现26dB放大增益；所述的卫星接收系统同所述的GPS接收系统一样可以采用一级直接放大或二级级联的方式实现放大增益26dB ;所述的二级级联方式是在两个一级级联电路中间加带通滤波器的放大器。3.根据权利要求1所述的一种海事卫星有源天线模块，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江华，史焱，续欣，
申请(专利权)人：南京凯瑞得信息科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：