CN109037949A - 抗烧毁抗干扰天线设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗烧毁抗干扰天线设备，包括：天线辐射单元，所述天线辐射单元用于接收来自空间的电磁波信号；3dB 90°电桥，与所述天线辐射单元电连接，用于将所述电磁波信号合成为左旋信号和右旋信号；带通腔体滤波器，用于滤除所述左旋信号和所述右旋信号中的带外干扰信号；接收链路，用于接收并处理经所述带通腔体滤波器滤波后的左旋信号和右旋信号，并将处理后的左旋信号和右旋信号输送至射频前端。本发明所提供的抗烧毁抗干扰天线设备增加了抗烧毁功率电平，提高了天线设备的抗烧毁能力，同时在天线设备上结合了腔体滤波器的特性，使天线设备具有频率选择性，有效的抑制和过滤掉无用和干扰信号及杂波，增加天界设备的抗干扰性。

Description

抗烧毁抗干扰天线设备
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种抗烧毁抗干扰天线设备。
背景技术
目前卫星通信仍然以海外为主，比如国际上的海事卫星、铱星卫星，应用场景往往为地面网覆盖不到的地方，在海洋渔业领域应用较为广泛。2016年8月6日凌晨成功发射“天通一号01星”，这也是我国卫星移动通信系统首发星，打破了依赖国外卫星移动通信服务的现状。2018年3月22日，天通一号移动通信卫星系统已经正式投入使用。 天通一号卫星电话业务类型包括话音、短消息、传真、数据、视频等，业务速率在1.2kbps~384kbps。在用途方面，用户可以通过天通一号卫星电话实现个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运等多方面的需求。
为实现与卫星可靠通信，天线是地面接收设备必备的功能模块，在复杂电磁环境下，传统天线很容易被强电磁环境信号干扰，乃至于使有源天线内部电路烧毁或者接收电路前端电路芯片烧毁。
发明内容
本发明提供了一种抗烧毁抗干扰天线设备，其目的是为了解决天线设备容易被强电磁环境信号干扰，内部电路易烧毁或者接收电路前端电路芯片易烧毁的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种抗烧毁抗干扰天线设备，包括：
天线辐射单元，所述天线辐射单元用于接收来自空间的电磁波信号；
3dB 90°电桥，与所述天线辐射单元电连接，用于将所述电磁波信号合成为左旋信号和右旋信号；
带通腔体滤波器，用于滤除所述左旋信号和所述右旋信号中的带外干扰信号；
接收链路，用于接收并处理经所述带通腔体滤波器滤波后的左旋信号和右旋信号，并将处理后的左旋信号和右旋信号输送至射频前端。
其中，所述天线辐射单元包括90°馈源和0°馈源，所述电磁波信号经过所述90°馈源和0°馈源的处理，分别形成90°馈源信号和0°馈源信号。
其中，所述接收链路设置有两条，分别用于接收所述左旋信号和所述右旋信号。
其中，每一条所述接收链路均包括：
第一限幅器，与所述带通腔体滤波器电连接，用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度；
低噪声放大器，与所述第一限幅器电连接，用于放大所述左旋信号或所述右旋信号的信号强度；
π衰减器，与所述低噪声放大器电连接，用于调整所述左旋信号或所述右旋信号的信号大小；
第二限幅器，所述第二限幅器的第一端与所述π衰减器电连接，所述第二限幅器的第二端与所述射频前端电连接，所述第二限幅器用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度。
其中，所述第一限幅器和所述第二限幅器分别包括一抗烧毁电路；
所述抗烧毁电路包括：
输入端，与所述输入端电连接的第一静电保护电路，与所述第一静电保护电路电连接的第一隔直流电路，与所述第一隔直流电路电连接的限幅保护电路，与所述限幅保护电路电连接的第二隔直流电路，与所述第二隔直流电路电连接的第二静电保护电路，与所述第二静电保护电路电连接的输出端。
其中，所述带通腔体滤波器包括：
壳体，所述壳体由第一腔室和第二腔室构成，且所述第一腔室和所述第二腔室内分别设置有多根谐振杆和谐振柱。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的抗烧毁抗干扰天线设备在有源天线的电路端加入抗烧毁电路，使抗烧毁能力达到2W 连续波的能力，可工作在105℃，增加抗烧毁功率电平，提高抗烧毁能力；同时在天线设备上结合了腔体滤波器的特性，使天线具有频率选择性，有效的抑制和过滤掉无用和干扰信号及杂波，解决了在该工作波段里，频谱使用密集，容易被干扰的问题。
附图说明
图1为本发明的信号传递示意图；
图2为本发明的3dB 90°电桥输入输出信号变化示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的天线设备容易被强电磁环境信号干扰，内部电路易烧毁或者接收电路前端电路芯片易烧毁的问题，提供了一种抗烧毁抗干扰天线设备。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种抗烧毁抗干扰天线设备，包括：天线辐射单元，所述天线辐射单元用于接收来自空间的电磁波信号；3dB 90°电桥，与所述天线辐射单元电连接，用于将所述电磁波信号合成为左旋信号和右旋信号；带通腔体滤波器，用于滤除所述左旋信号和所述右旋信号中的带外干扰信号；接收链路，用于接收并处理经所述带通腔体滤波器滤波后的左旋信号和右旋信号，并将处理后的左旋信号和右旋信号输送至射频前端。
本发明的上述实施例所述的抗烧毁抗干扰天线设备通过天线辐射单元的90°馈源和0°馈源接收来自空间的电磁波信号，并将来自90°馈源和0°馈源信号分别合成为左旋信号和右旋信号，左旋信号和右旋信号通过带通腔体滤波器滤波后，分别接入接收链路；接收链路由第一限幅器，低噪声放大器，π衰减器，第二限幅器构成，其中带通腔体滤波器的作用是滤除带外干扰信号，输入携带有干扰信号，通过腔体滤波器后能够在很大程度上抑制削弱带外的干扰信号，从而实现抗干扰的功能；此天线设备的抗烧毁功能，主要由限幅器来实现，通过限幅器的信号，如果信号的阈值超过限幅器设定的阈值，通过限幅器的信号幅度会别限制在一定的水平，从而来保护后续的电路在强电磁干扰和压制情况下不会烧毁。
其中，所述天线辐射单元包括90°馈源和0°馈源，所述电磁波信号经过所述90°馈源和0°馈源的处理，分别形成90°馈源信号和0°馈源信号。
如图2所示，本发明的上述实施例所述的3dB 90°电桥实现把90°馈源信号和0°馈源信号合成左旋信号和右旋信号；具体过程为：等幅度、相位正交（相位相差90°）的两个信号分别从图2中的1号端口和2号端口输入到3dB 90°电桥中，输出端口（如图2中的3号端口）输出为两个信号幅度的和相位和输入端口（如图2中的1号端口）信号的相位一致，隔离度端口（如图2中的4号端口）理想状态下无信号输出。
其中，所述接收链路设置有两条，分别用于接收所述左旋信号和所述右旋信号。
其中，每一条所述接收链路均包括：第一限幅器，与所述带通腔体滤波器电连接，用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度；低噪声放大器，与所述第一限幅器电连接，用于放大所述左旋信号或所述右旋信号的信号强度；π衰减器，与所述低噪声放大器电连接，用于调整所述左旋信号或所述右旋信号的信号大小；第二限幅器，所述第二限幅器的第一端与所述π衰减器电连接，所述第二限幅器的第二端与所述射频前端电连接，所述第二限幅器用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度。
本发明的上述实施例所述的接收链路包括第一限幅器，低噪声放大器，π衰减器和第二限幅器；其中，此天线设备的抗烧毁功能，主要由第一限幅器和第二限幅器来实现，限幅器的功能是对超过阈值的的输入信号，输入这一端输出的信号会呈现出一个信号限制幅度的现象，输出限制幅度的型号来保障后续电路不被大信号烧毁，通过限幅器的所述左旋信号或所述右旋信号，如果信号的阈值超过限幅器设定的阈值，通过限幅器的信号幅度会被限制在一定的水平，从而来保护后续的电路在强电磁干扰和压制情况下不会烧毁。
其中，所述第一限幅器和所述第二限幅器分别包括一抗烧毁电路；所述抗烧毁电路包括：输入端，与所述输入端电连接的第一静电保护电路，与所述第一静电保护电路电连接的第一隔直流电路，与所述第一隔直流电路电连接的限幅保护电路，与所述限幅保护电路电连接的第二隔直流电路，与所述第二隔直流电路电连接的第二静电保护电路，与所述第二静电保护电路电连接的输出端。
本发明的上述实施例所述的抗烧毁电路由与输入端口和输出端口相连接的静电保护电路，隔直流电路以及限幅保护电路组成；其中，静电保护电路是为了对整个限幅抗烧毁电路进行静电保护，隔直流电路是为了阻隔外部直流信号进入限幅抗烧毁电路，所述抗烧毁电路实现了天线设备的限幅抗烧毁的功能。
其中，所述带通腔体滤波器包括：壳体，所述壳体由第一腔室和第二腔室构成，且所述第一腔室和所述第二腔室内分别设置有多根谐振杆和谐振柱。
本发明的上述实施例所述的壳体是构成带通腔体滤波器的主体，也是整个天线设备的主体支撑，壳体里有两个独立的腔体，每个腔体里安装完分别有四个谐振杆和谐振柱，谐振杆和谐振柱是用来调试的，使所述带通腔体滤波器达到性能要求；且所述带通腔体滤波器受接收机灵敏度的要求，抗干扰要求以及小体积的要求，要做到插损低，带外抑制能力强，体积又要尽可能小，因此选择了采用交叉耦合技术来实现滤波器，既实现了较低的插损，也满足了较高的带外抑制功能和较小的体积要求。
本发明的上述实施例所述的抗烧毁抗干扰天线设备在有源天线的电路端加入抗烧毁电路，使抗烧毁能力达到2W 连续波的能力，可工作在105℃，增加抗烧毁功率电平，提高抗烧毁能力；同时在天线设备上结合了腔体滤波器的特性，使天线具有频率选择性，有效的抑制和过滤掉无用和干扰信号及杂波，解决了在该工作波段里，频谱使用密集，容易被干扰的问题。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，包括：
天线辐射单元，所述天线辐射单元用于接收来自空间的电磁波信号；
3dB 90°电桥，与所述天线辐射单元电连接，用于将所述电磁波信号合成为左旋信号和右旋信号；
带通腔体滤波器，用于滤除所述左旋信号和所述右旋信号中的带外干扰信号；
接收链路，用于接收并处理经所述带通腔体滤波器滤波后的左旋信号和右旋信号，并将处理后的左旋信号和右旋信号输送至射频前端。
2.根据权利要求1所述的抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，所述天线辐射单元包括90°馈源和0°馈源，所述电磁波信号经过所述90°馈源和0°馈源的处理，分别形成90°馈源信号和0°馈源信号。
3.根据权利要求1所述的抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，所述接收链路设置有两条，分别用于接收所述左旋信号和所述右旋信号。
4.根据权利要求3所述的抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，每一条所述接收链路均包括：
第一限幅器，与所述带通腔体滤波器电连接，用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度；
低噪声放大器，与所述第一限幅器电连接，用于放大所述左旋信号或所述右旋信号的信号强度；
π衰减器，与所述低噪声放大器电连接，用于调整所述左旋信号或所述右旋信号的信号大小；
第二限幅器，所述第二限幅器的第一端与所述π衰减器电连接，所述第二限幅器的第二端与所述射频前端电连接，所述第二限幅器用于限制所述左旋信号或所述右旋信号的阈值和信号幅度。
5.根据权利要求4所述的抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，所述第一限幅器和所述第二限幅器分别包括一抗烧毁电路；
所述抗烧毁电路包括：
输入端，与所述输入端电连接的第一静电保护电路，与所述第一静电保护电路电连接的第一隔直流电路，与所述第一隔直流电路电连接的限幅保护电路，与所述限幅保护电路电连接的第二隔直流电路，与所述第二隔直流电路电连接的第二静电保护电路，与所述第二静电保护电路电连接的输出端。
6.根据权利要求1所述的抗烧毁抗干扰天线设备，其特征在于，所述带通腔体滤波器包括：
壳体，所述壳体由第一腔室和第二腔室构成，且所述第一腔室和所述第二腔室内分别设置有多根谐振杆和谐振柱。
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