低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。其采用新的跟蹤方式，在保證跟蹤精度不變的情況下，減少了饋電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量從而減少了整體結(jié)構(gòu)的體積和重量，節(jié)約了成本。
【專利說(shuō)明】
低成本局精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，-低成本高精度kuka雙頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)尤其涉及一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]有限的頻譜資源是衛(wèi)星通信發(fā)展的瓶頸之一。目前，多數(shù)商用衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)使用C波段(4/6GHZ)和KU波段(12/14GHZ)。隨著衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)種類日益繁多，頻道資源越來(lái)越擁擠且日漸飽和，高頻段的衛(wèi)星通訊業(yè)務(wù)需求迫切。高頻率的頻段具有可用帶寬寬，干擾少，設(shè)備體積小等優(yōu)點(diǎn)。ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是在提供雙向多媒體業(yè)務(wù)方面具有較大優(yōu)勢(shì)。
[0003]伴隨著頻率的增高，在保證增益的前提下天線的尺寸變得更小，為天線小型化提供了有利條件。衛(wèi)星天線發(fā)展的目標(biāo)之一就是小型化與低成本，對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、造價(jià)便宜的高性能小型化饋源的研究也日漸升溫。雙頻共用或者多頻共用天線是衛(wèi)星通信的一個(gè)重要發(fā)展方向，多頻段共用是擴(kuò)大通信容量，實(shí)現(xiàn)一站多用，即可以使一副天饋系統(tǒng)同時(shí)工作于兩個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星通信波段，因此大大降低了地球站的建站費(fèi)用，尤其是對(duì)于大型地球站天線，建站成本降低得更大。
[0004]隨著多頻共用天線的發(fā)展，其衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的直接制約著整個(gè)地球站設(shè)備的體積和成本。
[0005]目前常用的高精度多頻段衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)大多采用單脈沖跟蹤方式。即必須有復(fù)雜的高頻饋電網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得和信號(hào)和差信號(hào)從而來(lái)實(shí)現(xiàn)其高精度的跟蹤。而高頻饋電網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，成本也十分高昂，使用復(fù)雜的高頻饋電網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還增加的整體結(jié)構(gòu)的總量和體積。尤其是在ku/ka雙頻衛(wèi)星天線中，需要兩套獨(dú)立的高頻饋電網(wǎng)絡(luò)，分別獲得ku和差信號(hào)及ka和差信號(hào)，分別進(jìn)行跟蹤。這樣，在雙波段的情況下，饋電網(wǎng)絡(luò)的體積、重量更為增大，成本更尚O
[0006]本發(fā)明在確保獲得與單脈沖跟蹤方式相近跟蹤精度的條件下，大幅度簡(jiǎn)化了衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)的高頻饋電網(wǎng)絡(luò)，采用了全新的跟蹤誤差信號(hào)提取方式，使系統(tǒng)的饋電網(wǎng)絡(luò)和跟蹤誤差獲取方式的成本僅為單脈沖跟蹤方式的十分之一不到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星通信跟蹤控制系統(tǒng)，其采用新的跟蹤方式，在保證跟蹤精度不變的情況下，減少了饋電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量從而減少了整體結(jié)構(gòu)的體積和重量，節(jié)約了成本。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。
[0009]所述副反射面是頻率選擇表面。
[0010]把Ka饋源系統(tǒng)放置在主反射面的焦點(diǎn)位置，而把Ku饋源系統(tǒng)放置在卡塞格倫天線的焦點(diǎn)位置，以此保證了兩個(gè)頻段天線的指向一致性，支撐裝置設(shè)置在主反射面的邊緣上，通過(guò)支撐裝置將ka饋源裝置支撐在焦點(diǎn)位置。
[0011]所述主反射面與副反射面都是Ku與Ka兩個(gè)波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時(shí)透射Ka波段信號(hào)的功能。
[0012]所述ka頻段饋電裝置包括饋源喇叭、饋電波導(dǎo)、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵(lì)饋線。四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線分別連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0013]所述ku頻段饋電裝置與ka饋源系統(tǒng)類似，也包括饋源喇叭、饋電波導(dǎo)、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵(lì)饋線。振子天線和振子天線激勵(lì)饋線均為四條，四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線分別連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0014]通過(guò)控制振子天線的通斷從而與饋源喇叭合成不同的傾斜波束，四個(gè)振子天線兩兩工作，從而形成4個(gè)傾斜波束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時(shí)間非常短，可以認(rèn)為是同時(shí)的。
[0015]振子天線采用貼片天線形式實(shí)現(xiàn)。
[0016]所述ka頻段饋電裝置和ku頻段饋電裝置的安裝具體為，固定座固定到固定環(huán)上，四個(gè)固定座的位置呈對(duì)稱分布，其中在兩個(gè)軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進(jìn)行調(diào)整，一般長(zhǎng)距離不小于波長(zhǎng)的1.5倍，短距離不大于波長(zhǎng)的0.5倍。
[0017]固定環(huán)固定到饋源喇叭上面，四個(gè)固定座與來(lái)波極化方向的位置要保持一定的關(guān)系O
[0018]作為振子天線的四個(gè)貼片天線安裝到四個(gè)固定座上。
[0019]通過(guò)控制振子天線天線的激勵(lì)順序，使振子天線依次激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)主天線波束的偏轉(zhuǎn)，形成掃描波束。
[0020]四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0021 ]四條振子天線激勵(lì)饋線設(shè)置在饋源喇叭外表面。
[0022]饋電波導(dǎo)是一個(gè)斷圓波導(dǎo)，在振子天線的下端，通過(guò)固定座固定在固定環(huán)上。
[0023]所述振子天線包括天線、基片、地孔和焊接孔，天線安裝在基片的頂部，地孔和焊接孔設(shè)置在基片上，焊接孔是焊接陣子天線和振子天線激勵(lì)饋線的。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明提供的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其具有如下優(yōu)勢(shì):第一，不需要單獨(dú)的跟蹤接收機(jī);第二，相當(dāng)簡(jiǎn)單的饋源裝置;第三，快速電子捕獲，系統(tǒng)克服了跟蹤運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的影響，保持EIRP的穩(wěn)定性;第四，由于高數(shù)據(jù)取樣速度，改善了噪聲性能;第五，降低了搜尋過(guò)程的時(shí)間，對(duì)機(jī)械磨損降低了要求，因此減少了維修時(shí)間和成本。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1ku/ka雙頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖2饋源裝置示意圖；
[0028]圖3振子天線示意圖。
[0029]1-主反射面I ;2_ka的頻段饋電裝置;3-副反射面;4-ku頻段饋電裝置；5-支撐裝置;6-饋源喇叭;7-固定座;8-固定環(huán);9-振子天線；10-振子天線激勵(lì)饋線；11-天線；12-基片；13-地孔;14-焊接孔;15-饋電波導(dǎo)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。
[0031 ]所述副反射面是頻率選擇表面。
[0032]把Ka饋源系統(tǒng)放置在主反射面的焦點(diǎn)位置，而把Ku饋源系統(tǒng)放置在卡塞格倫天線的焦點(diǎn)位置，以此保證了兩個(gè)頻段天線的指向一致性，支撐裝置設(shè)置在主反射面的邊緣上，通過(guò)支撐裝置將ka饋源裝置支撐在焦點(diǎn)位置。
[0033]所述主反射面與副反射面都是Ku與Ka兩個(gè)波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時(shí)透射Ka波段信號(hào)的功能。
[0034]所述ka頻段饋電裝置包括饋源喇叭、饋電波導(dǎo)、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵(lì)饋線。四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線分別連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0035]所述ku頻段饋電裝置與ka饋源系統(tǒng)類似，也包括饋源喇叭、饋電波導(dǎo)、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵(lì)饋線。振子天線和振子天線激勵(lì)饋線均為四條，四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線分別連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0036]通過(guò)控制振子天線的通斷從而與饋源喇叭合成不同的傾斜波束，四個(gè)振子天線兩兩工作，從而形成4個(gè)傾斜波束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時(shí)間非常短，可以認(rèn)為是同時(shí)的。
[0037]振子天線采用貼片天線形式實(shí)現(xiàn)。
[0038]所述ka頻段饋電裝置和ku頻段饋電裝置的安裝具體為，固定座固定到固定環(huán)上，四個(gè)固定座的位置呈對(duì)稱分布，其中在兩個(gè)軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進(jìn)行調(diào)整，一般長(zhǎng)距離不小于波長(zhǎng)的1.5倍，短距離不大于波長(zhǎng)的0.5倍。
[0039]固定環(huán)固定到饋源喇叭上面，四個(gè)固定座與來(lái)波極化方向的位置要保持一定的關(guān)系O
[0040]作為振子天線的四個(gè)貼片天線安裝到四個(gè)固定座上。
[0041]通過(guò)控制振子天線天線的激勵(lì)順序，使振子天線依次激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)主天線波束的偏轉(zhuǎn)，形成掃描波束。
[0042]四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0043]饋電波導(dǎo)是一個(gè)斷圓波導(dǎo)，在振子天線的下端，通過(guò)固定座固定在固定環(huán)上。
[0044]所述振子天線包括天線、基片、地孔和焊接孔，天線安裝在基片的頂部，地孔和焊接孔設(shè)置在基片上，焊接孔是焊接陣子天線和振子天線激勵(lì)饋線的。
[0045]以下采用實(shí)施例和附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其包括主反射面1、副反射面3、ku頻段饋電裝置4、ka的頻段饋電裝置2和支撐裝置5，所述副反射面3是頻率選擇表面。所述ku頻段饋電裝置4和所述ka頻段饋電裝置2。支撐裝置5設(shè)置在主反射面I的邊緣上，通過(guò)支撐裝置I將ka饋源裝置2支撐在焦點(diǎn)位置。所述主反射面I與副反射面3都是Ku與Ka兩個(gè)波段共用，雙頻衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)的副反射面采用頻率選擇表面，頻率選擇表面具有反射Ku波段，同時(shí)透射Ka波段信號(hào)的功能。
[0047]如圖2所示，所述ka頻段饋電裝置2和所述ku頻段饋電裝置4包括饋源喇叭6、饋電波導(dǎo)15、固定座7、固定環(huán)8、振子天線9和振子天線激勵(lì)饋線10。四條振子天線激勵(lì)饋線10分別與四個(gè)振子天線9分別連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。
[0048]通過(guò)控制振子天線9的通斷從而與饋源喇叭I合成不同的傾斜波束，四個(gè)振子天線9兩兩工作，從而形成4個(gè)傾斜波束，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空間位置的掃描，由于是電控系統(tǒng)，其工作時(shí)間非常短，可以認(rèn)為是同時(shí)的。振子天線9采用貼片天線形式實(shí)現(xiàn)。
[0049]所述ka頻段饋電裝置2和ku頻段饋電裝置4的安裝具體為，固定座7固定到固定環(huán)8上，四個(gè)固定座4的位置呈對(duì)稱分布，其中在兩個(gè)軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進(jìn)行調(diào)整，一般長(zhǎng)距離不小于波長(zhǎng)的1.5倍，短距離不大于波長(zhǎng)的0.5倍。
[0050]固定環(huán)8固定到饋源喇叭I上面，四個(gè)固定座7與來(lái)波極化方向的位置要保持一定的關(guān)系。作為振子天線的四個(gè)貼片天線9安裝到四個(gè)固定座7上。通過(guò)控制振子天線天線的激勵(lì)順序，使振子天線依次激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)主天線波束的偏轉(zhuǎn)，形成掃描波束。四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線連接在一起，以此獲得感應(yīng)電流。四條振子天線激勵(lì)饋線設(shè)置在饋源喇叭外部，饋電波導(dǎo)是一個(gè)斷圓波導(dǎo)，在振子天線的下端，通過(guò)固定座固定在固定環(huán)上。
[0051]如圖3所示，所述振子天線9包括天線11、基片12、地孔13和焊接孔14，天線11安裝在基片12的頂部，地孔13和焊接孔14設(shè)置在基片12上。
[0052]所有上述的首要實(shí)施這一知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并沒(méi)有設(shè)定限制其他形式的實(shí)施這種新產(chǎn)品和/或新方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將利用這一重要信息，上述內(nèi)容修改，以實(shí)現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有修改或改造基于本發(fā)明新產(chǎn)品屬于保留的權(quán)利。
[0053]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:包括主反射面、副反射面、ku頻段饋電裝置、ka頻段饋電裝置和支撐裝置。2.如權(quán)利要求1所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:所述副反射面是頻率選擇表面。3.如權(quán)利要求1所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:把Ka饋源系統(tǒng)放置在主反射面的焦點(diǎn)位置，而把Ku饋源系統(tǒng)放置在卡塞格倫天線的焦點(diǎn)位置，以此保證了兩個(gè)頻段天線的指向一致性，支撐裝置設(shè)置在主反射面的邊緣上，通過(guò)支撐裝置將ka饋源裝置支撐在焦點(diǎn)位置。4.如權(quán)利要求1至3所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:所述ka頻段饋電裝置和所述ku頻段饋電裝置分別包括饋源喇叭、饋電波導(dǎo)、固定座、固定環(huán)、振子天線和振子天線激勵(lì)饋線。5.如權(quán)利要求1至4所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:四條振子天線激勵(lì)饋線分別與四個(gè)振子天線分別連接在一起。6.如權(quán)利要求1至5所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)控制振子天線的通斷從而與饋源喇叭合成不同的傾斜波束，四個(gè)振子天線兩兩工作，從而形成4個(gè)傾斜波束。7.如權(quán)利要求1至6所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:振子天線采用貼片天線形式實(shí)現(xiàn)。8.如權(quán)利要求1至7所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:固定座固定到固定環(huán)上，四個(gè)固定座的位置呈對(duì)稱分布，其中在兩個(gè)軸向的間距根據(jù)主反射面的主天線口徑面大小進(jìn)行調(diào)整，一般長(zhǎng)距離不小于波長(zhǎng)的1.5倍，短距離不大于波長(zhǎng)的0.5倍。9.如權(quán)利要求1至8所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:固定環(huán)固定到饋源喇叭上面，四個(gè)固定座與來(lái)波極化方向的位置要保持一定的關(guān)系。10.如權(quán)利要求1至9所述的低成本高精度ku/ka多頻段衛(wèi)星跟蹤控制系統(tǒng)，其特征在于:所述振子天線包括天線、基片、地孔和焊接孔，天線安裝在基片的頂部，地孔和焊接孔設(shè)置在基片上。
【文檔編號(hào)】H01Q5/30GK106058471SQ201610474389
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】徐之敬, 唐文成, 薛麗麗
【申請(qǐng)人】海中信（北京）衛(wèi)星通信股份公司