本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電調(diào)天線及終端。

背景技術(shù)：

在靜止?fàn)顟B(tài)的使用場(chǎng)景中，大多使用拋物面碟形天線。這類天線價(jià)格低廉，因而具有很大的市場(chǎng)。然而由于衛(wèi)星的距離遙遠(yuǎn)，不僅要求天線具有很大的增益，而且要求具有極高的對(duì)星精度。而對(duì)于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的使用場(chǎng)景中，例如，車載、船載或機(jī)載，要求能在行駛中保持通信的暢通，這種系統(tǒng)就要復(fù)雜得多。在車載、船載或機(jī)載中使用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常又稱為“動(dòng)中通”?！皠?dòng)中通”衛(wèi)星天線是指汽車、火車、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)的載體在運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)時(shí)地跟蹤衛(wèi)星或升空平臺(tái)，不間斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：“動(dòng)中通”一般由天線罩、衛(wèi)星天線和自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)組成，自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要由天線機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、機(jī)電伺服控制裝置和電子控制部分組成，動(dòng)中通的衛(wèi)星天線，使用機(jī)械伺服系統(tǒng)跟蹤衛(wèi)星信號(hào)；現(xiàn)有的“動(dòng)中通”存在以下缺陷：體積大、重量重、在行駛中阻力大、對(duì)星捕星速度慢，因而不適合在高速行駛的情況下使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提出一種電調(diào)天線及終端，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供一種電調(diào)天線，所述電調(diào)天線包括天線系統(tǒng)和電調(diào)系統(tǒng)；

所述天線系統(tǒng)包括天線組安裝板、安裝在所述天線組安裝板周邊的具有相同仰角的多個(gè)天線組；

每個(gè)天線組包括安裝在同一平面的至少一個(gè)跟蹤天線和至少一個(gè)通信天線；多個(gè)天線組中的跟蹤天線和通信天線具有相同的增益、波瓣形狀和極化方式；

所述電調(diào)系統(tǒng)，用于在多個(gè)天線組中的跟蹤天線之間進(jìn)行切換，檢測(cè)多個(gè)天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調(diào)天線輸入輸出口。

進(jìn)一步地，所述天線組安裝板的形狀為正多邊形；

多個(gè)天線組在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。

進(jìn)一步地，所述電調(diào)系統(tǒng)包括跟蹤開關(guān)、通信開關(guān)、濾波器、放大器、功率檢測(cè)器和控制器；

所述跟蹤開關(guān)包括多路端口、控制端口及公共端口；所述跟蹤開關(guān)的多路端口，通過饋電線分別與多個(gè)天線組中的跟蹤天線連接；所述跟蹤開關(guān)的公共端口與所述濾波器的輸入端連接；所述跟蹤開關(guān)的控制端口與所述控制器連接；

所述通信開關(guān)包括多路端口、控制端口及公共端口；所述通信開關(guān)的多路端口，通過饋電線分別與多個(gè)天線組中的通信天線連接；所述通信開關(guān)的公共端口與所述電調(diào)天線輸入輸出口連接；所述通信開關(guān)的控制端口與所述控制器連接；

所述濾波器的輸出端、放大器、功率檢測(cè)器及控制器依次連接。

進(jìn)一步地，所述跟蹤開關(guān)和所述通信開關(guān)為多選一射頻開關(guān)。

進(jìn)一步地，所述通信開關(guān)的多路端口，通過相等長(zhǎng)度的饋電線分別與多個(gè)天線組中的通信天線連接。

進(jìn)一步地，所述濾波器為帶通濾波器；所述放大器為射頻信號(hào)放大器；所述功率檢測(cè)器包括射頻功率檢測(cè)器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

進(jìn)一步地，根據(jù)天線增益、波束寬度和天線最大增益衰落冗余確定所述天線組的數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述電調(diào)天線還包括天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)；

所述天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)所述天線組的仰角。

進(jìn)一步地，所述天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一個(gè)仰角調(diào)節(jié)柱、與多個(gè)天線組分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)仰角調(diào)節(jié)桿；

調(diào)節(jié)仰角調(diào)節(jié)柱，可帶動(dòng)多個(gè)仰角調(diào)節(jié)桿上下移動(dòng)調(diào)節(jié)所述天線組的仰角。

此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供一種終端，所述終端包括上述的電調(diào)天線。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電調(diào)天線及終端，電調(diào)天線的每一個(gè)天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測(cè)跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調(diào)天線能夠快速實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在各種復(fù)雜快速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線中天線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線中天線系統(tǒng)另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線中電調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線中天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線中天線單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例的電調(diào)天線另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例電調(diào)天線的輻射方向圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

現(xiàn)在將參考附圖描述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的。在后續(xù)的描述中，使用用于表示元件的諸如“模塊”、“部件”或“單元”的后綴僅為了有利于本發(fā)明的說明，其本身并沒有特定的意義。

第一實(shí)施例

請(qǐng)參考圖1-圖7所示，本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種電調(diào)天線，所述電調(diào)天線包括天線系統(tǒng)10和電調(diào)系統(tǒng)20。

所述天線系統(tǒng)10包括天線組安裝板11、安裝在所述天線組安裝板11周邊的具有相同仰角的多個(gè)天線組12。

在本實(shí)施例中，仰角指的是天線組平面的法線與水平面的夾角。

在一種實(shí)施方式中，天線組安裝板11的形狀為正多邊形；多個(gè)天線組12在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。

如圖3所示，天線組安裝板11為正六邊形，6個(gè)天線組12在水平面沿半球面、正多邊形方式均勻排列。排列之后的形狀可參考圖2、圖7所示。可以理解地，排列形式并不限于此種情況。

在本實(shí)施例中，天線組的數(shù)量可根據(jù)天線增益、波束寬度和天線最大增益衰落冗余確定。

具體地，可參考圖9所示。根據(jù)天線原理，要提高天線增益，需要增加天線單元數(shù)量，同時(shí)天線的波瓣變窄，相同條件下，意味著電調(diào)天線所需的天線組中單元天線數(shù)量需要增加，電調(diào)天線的成本和體積也將增加。電調(diào)天線體積的大小，電調(diào)天線組數(shù)量的多少，是根據(jù)單元天線增益、單元天線波束寬度和通信系統(tǒng)對(duì)電調(diào)天線增益衰落冗余確定，天線增益越高，波束越窄，通信系統(tǒng)對(duì)電調(diào)天線增益衰落冗余越小，天線組數(shù)量就越多，反之，天線組數(shù)量越少。

每個(gè)天線組12包括安裝在同一平面的至少一個(gè)跟蹤天線(附圖中的a1、a2…a6所示)和至少一個(gè)通信天線(附圖中的b1、b2…b6所示)；多個(gè)天線組12中的跟蹤天線和通信天線具有相同的增益、波瓣形狀和極化方式。

在本實(shí)施例中，極化方式可以為左旋圓極化、右旋圓極化等等。在此不作限制。

在本實(shí)施例中，天線組12的通信天線和跟蹤天線采用相同天線單元，確保了通信天線和跟蹤天線具有相同的波瓣形狀和增益。單元天線可采用雙圓形輻射振子，如圖6所示，圖中12為天線組平面，安裝有相同的兩個(gè)天線單元，121為天線單元的振子，123為天線單元的后屏蔽殼，122天線單元的饋線。

所述電調(diào)系統(tǒng)20，用于在多個(gè)天線組中的跟蹤天線之間進(jìn)行切換，檢測(cè)多個(gè)天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調(diào)天線輸入輸出口。

具體地，可參考圖4所示，電調(diào)系統(tǒng)20包括跟蹤開關(guān)201、通信開關(guān)207、濾波器202、放大器203、功率檢測(cè)器(204、205)和控制器206；

所述跟蹤開關(guān)201包括多路端口、控制端口及公共端口；所述跟蹤開關(guān)201的多路端口(附圖中的a1-a6所示)，通過饋電線分別與多個(gè)天線組中的跟蹤天線(附圖中的a1-a6所示)連接；所述跟蹤開關(guān)201的公共端口與所述濾波器202的輸入端連接；所述跟蹤開關(guān)的控制端口與所述控制器206連接；控制器206可控制跟蹤開關(guān)201在多個(gè)天線組中的跟蹤天線之間進(jìn)行切換。

所述通信開關(guān)207包括多路端口、控制端口及公共端口；所述通信開關(guān)207的多路端口(附圖中的b1-b6所示)，通過饋電線分別與多個(gè)天線組中的通信天線(附圖中的b1-b6所示)連接；所述通信開關(guān)的公共端口與所述電調(diào)天線輸入輸出口208連接；所述通信開關(guān)的控制端口與所述控制器連接；控制器206可檢測(cè)多個(gè)天線組中的跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線到電調(diào)天線輸入輸出口。

濾波器202的輸出端、放大器203、功率檢測(cè)器(204、205)及控制器206依次連接。天線組的跟蹤天線接收的衛(wèi)星信號(hào)，經(jīng)過跟蹤開關(guān)201，跟蹤開關(guān)201選擇其中一路信號(hào)，經(jīng)過濾波器202、放大器203、功率檢測(cè)器(204、205)后進(jìn)入控制器206。

在本實(shí)施例中，跟蹤開關(guān)201和通信開關(guān)207為多選一射頻開關(guān)。

在本實(shí)施例中，為了確保天線切換時(shí)射頻相位連續(xù)，通信開關(guān)207的多路端口，可通過相等長(zhǎng)度的饋電線分別與多個(gè)天線組中的通信天線連接。

在本實(shí)施例中，所述濾波器202為帶通濾波器；所述放大器203為射頻信號(hào)放大器；所述功率檢測(cè)器包括射頻功率檢測(cè)器204和模數(shù)轉(zhuǎn)換器205。

在另一種實(shí)施方式中，結(jié)合圖5所示，所述電調(diào)天線還包括天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)；所述天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)所述天線組的仰角。

天線組仰角調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一個(gè)仰角調(diào)節(jié)柱13、與多個(gè)天線組分別相對(duì)應(yīng)的多個(gè)仰角調(diào)節(jié)桿14；調(diào)節(jié)仰角調(diào)節(jié)柱13，可帶動(dòng)多個(gè)仰角調(diào)節(jié)桿14上下移動(dòng)調(diào)節(jié)所述天線組的仰角(圖中的β所示)。圖中的α為天線組12與水平面的夾角，同樣可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，仰角調(diào)節(jié)柱13上可標(biāo)有天線仰角刻度。

需要說明的是，天線組安裝板11上具有與仰角調(diào)節(jié)柱13相對(duì)應(yīng)的天線仰角調(diào)節(jié)螺孔；天線組安裝板11與天線組平面相接處具有天線組仰角調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸(圖中天線組安裝板11與天線組12相接處的圓圈所示)；仰角調(diào)節(jié)桿14與天線組平面相接處、以及仰角調(diào)節(jié)桿14與仰角調(diào)節(jié)柱13相接處同樣具有轉(zhuǎn)軸。

請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D8所示，在另一種實(shí)施方式中，為了提高天線增益，通信天線(圖中的b1-b6)可使用兩個(gè)單元天線合成；另外為了減小天線體積，跟蹤天線仍然采用單單元天線，這樣此電調(diào)天線可以提高增益近3db。

需要說明的是，根據(jù)不同的需求，通信天線及跟蹤天線可采用單單元天線、多單元天線及其組合。本發(fā)明實(shí)施例并不作限制。

本實(shí)施例中，電調(diào)天線的工作原理大致為：在運(yùn)動(dòng)中，衛(wèi)星信號(hào)方向相對(duì)于終端設(shè)備隨時(shí)改變，電調(diào)天線的每一個(gè)天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，控制器通過快速檢測(cè)跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，尋找移動(dòng)中衛(wèi)星信號(hào)方向，并控制通信天線開關(guān)迅速切換，保障正常通信。

本發(fā)明實(shí)施例提供的電調(diào)天線，電調(diào)天線的每一個(gè)天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測(cè)跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調(diào)天線能夠快速實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在各種復(fù)雜快速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗(yàn)。

第二實(shí)施例

本發(fā)明第二實(shí)施例提供一種終端，終端包括第一實(shí)施例所述的電調(diào)天線。終端可以為衛(wèi)星手機(jī)。

本實(shí)施例中，電調(diào)天線的工作原理大致為：在運(yùn)動(dòng)中，衛(wèi)星信號(hào)方向相對(duì)于終端設(shè)備隨時(shí)改變，電調(diào)天線的每一個(gè)天線組都安裝有極化和波瓣方向相同的跟蹤天線和通信天線，控制器通過快速檢測(cè)跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，尋找移動(dòng)中衛(wèi)星信號(hào)方向，并控制通信天線開關(guān)迅速切換，保障正常通信。

本發(fā)明實(shí)施例提供的終端，電調(diào)天線的每一個(gè)天線組都安裝有極化和波瓣相同的跟蹤天線和通信天線，通過檢測(cè)跟蹤天線接收衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的跟蹤天線所在天線組的通信天線，保障正常通信；電調(diào)天線能夠快速實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星，有效提高衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)在各種復(fù)雜快速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下的通信性能，成本低且增加用戶體驗(yàn)。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。