CN112491459B - 一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件，包括了包含射频收发模块天馈系统，所述射频收发模块中设置了接收电调极化电路、水平极化LNB 1电路、垂直极化LNB 2电路、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路、发射电调极化电路、水平极化BUC 1电路、垂直极化BUC 2电路、电源电路和第一控制单元；本发明将电调极化技术应用到车载动中通卫星通信设备中，提高极化调整的可靠性和实效性，进一步提高动中通产品的性能；可快速、高效、解决卫星通信中极化适配问题，提高通信质量。

Description

一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体地说，涉及一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件。

背景技术

卫星通信系统中，为充分利用频率资源，增加转发信号的数量，Ku波段多采用正交线极化方式，实现频率复用。若地面通信设备极化调整不当，出现极化失配，则会产生极化损耗、交叉极化干扰等问题。具体而言，对于单极化天线，若极化失配，则会产生极化损耗，使信号功率降低；对于双极化天线，若极化失配，则不仅会产生极化损耗，降低信号场强，还会使同频正交信号相互干扰；对于接收信道，若极化不匹配，则会使接收信号功率下降，信噪比降低，严重时接收机无法接收到卫星信号或解调不出卫星信号，使通信中断；对于发射信道，若极化不匹配，则会使发射信号交叉极化隔离度差，若极化不匹配，则会使发射信号交叉极化隔离度差，直接对同一转发器内其他地球站的同频正交信号造成干扰。

传统双极化车载动中通卫星通讯天线中，一般采用机械式极化切换开关，这就需要相应的传动机构进行支撑，这就导致其可靠性较差。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺点，提出了一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件，将电调极化技术应用到车载动中通卫星通信设备中，提高了极化调整的可靠性和实效性，进一步提高动中通产品的性能，可快速、高效、解决卫星通信中极化适配问题，提高通信质量。

本发明具体实现内容如下：

一种车载动中通卫星通信天馈系统，分别与供电通信模块、馈电系统、伺服跟踪系统、信标机连接，所述信标机安装在伺服跟踪系统中，所述天馈系统包括天线和射频收发模块；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括电源电路和第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接；

所述电源电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述接收电调极化电路包括水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器、第一电桥、第二电桥、第一移相器、第二移相器；所述水平极化低噪声放大器的输入端与双工器的一个输出端连接后，依次与第一电桥、第一移相器、第二电桥、水平极化低噪声下变频器连接；所述垂直极化低噪声放大器的输入端与双工器的另一个输出端连接后，依次与第一电桥、第二移相器、第二电桥、垂直极化低噪声下变频器连接；

所述第一控制单元分别与水平极化低噪声放大器、垂直极化低噪声放大器、第一移相器和第二移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述射频收发模块还包括第一合路器、第一功分器；所述馈电接口电路包括第二合路器、下变频模块；

所述第一合路器的两个输入端分别与所述垂直极化低噪声下变频器、水平极化低噪声下变频器连接，输出端与所述第一功分器连接，所述第一功分器的一个输出端与信标机连接，所述第一功分器的另一个输出端依次与下变频模块、第二合路器的输入端连接；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接；

所述电源电路与下变频模块连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述发射电调极化电路包括第三电桥、；说明书一并修改第三移相器、第四移相器、第二功分器；所述馈电系统接口电路的输出端连接第二功分器，所述第二功分器分别连接第三移相器和第四移相器，所述第三移相器和第四移相器分别与第三电桥连接，所述第三电桥分别与所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器分别连接双工器的一个输入端；

所述第一控制单元分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、第三移相器和第四移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述馈电接口电路包括第二合路器、滤波器；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接，所述第二合路器的输出端依次与滤波器、第二功分器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述电源电路包括依次连接的馈电电路、降压电路、电源处理电路，所述馈电电路连接外部输入的+26V电源，所述电源处理电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接。

本发明还提出来了一种车载动中通卫星通信天线套件，安装在车辆上，与手机通讯连接，所述天线套件包括安装在车辆外部的底座，在底座上安装有转台，所述天线套件还包括安装在车辆内部的ACU模块、馈电系统；所述ACU模块设置蓝牙单元，所述手机上设置与蓝牙单元通信的APP软件；所述底座中设置供电通信模块；所述转台中设置依次连接的天线、射频收发模块、伺服跟踪系统；所述伺服跟踪系统中安装有信标机；所述射频收发模块和伺服跟踪系统分别与供电通信模块连接；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述伺服跟踪系统包括控制板、第二信标机、第一信标机、俯仰驱动器、方位驱动器、惯导和GPS，以及GPS天线，所述控制板上设置有第一单片机，及与第一单片机连接的第一信标机接口、第二信标机接口、射频收发模块接口、双工器和40MHz调制解调单元、惯导接口、俯仰电机接口、方位电机接口、电源和RS485接口；

所述第二信标机接口与用于对比测试的第二信标机连接；所述第一信标机接口与第一信标机连接，所述第一信标机与射频收发模块连接；所述射频收发模块接口与所述射频收发模块的第一控制单元连接；所述双工器和40MHz调制解调单元通过射频连接器输出接口与射频收发模块连接，通过射频连接器输入接口与供电通信模块、ACU模块连接；所述惯导接口通过惯导和CPS实现与GPS天线的连接；所述电源和RS485接口通过供电通信模块实现电源连接，并通过供电通信模块与ACU模块连接；所述俯仰电机接口与所述俯仰驱动器连接，所述方位电机接口与所述方位驱动器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述馈电系统还与供电通信模块连接，所述ACU模块通过馈电系统与供电通讯模块连接，并通过供电通讯模块与伺服驱动模块连接；

所述馈电系统中还设置有MUC单片机、及与MUC单片机模块连接的两个风扇、温度传感器接口，并通过温度传感器接口外接温度传感器；由温度传感器测试天线套件的温度，并反馈给MCU单片机，并由MCU单片机控制两个风扇的转速进行降温。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述ACU模块包括信号处理单元、控制单元和外部调制解调器；

所述信号处理单元包括第二双工器、第三功分器、升频模块、第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关、第二单片机、立式射频连接器、调制解调单元、第一电源和控制接口、第一电源处理单元；

所述第二双工器的输入端与馈电系统连接，一个输出端连接第三功分器，另一个输出端连接调制解调单元；所述第三功分器的一个输出端连接升频模块后与第一单刀双掷射频开关的固定端连接，所述第一单刀双掷射频开关的两个选择端分别连接外部调制解调器的RX接口和所述立式射频连接器；所述第三功分器还有一个输入端连接所述第二单刀双掷射频开关的固定端，所述第二单刀双掷射频开关的两个选择端分别与外部调制解调器的TX接口以及所述立式射频连接器连接；所述调制解调单元与所述第三单片机连接，且所述第三单片机还与所述第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关之间实现信号控制连接；所述单片机通过RS485通讯接线与电源和所述第一控制接口连接；所述第二电源和控制接口还分别与第一电源处理单元及第二双工器的输入端连接；

所述控制单元包括第三单片机、第二电源和控制接口、第二电源处理单元、RJ45连接器、电源升压单元、型号为LRS-150F的交流转直流电源单元，以及与第三单片机连接的交换机芯片、WiFi路由器、以太网芯片、蓝牙、前面板、USB接口、连接器；还包括WiFi天线、LAN总线、调试网口、蓝牙天线；

所述第三单片机通过RS485通讯接线与第二电源和控制接口连接，所述第二电源和控制接口与第一电源和控制接口之间实现DC 28V的电源连接及通过RS485通讯接线的讯息连接；所述第三单片机通过连接器连接汽车自适应巡航控制ACC电源信号，还通过WR5570接口连接交换机芯片；所述交换机芯片与RJ45连接器和WiFi路由器连接，所述WiFi路由器与WiFi天线连接，并通过RJ45芯片连接LAN总线；所述第三单片机通过以太网芯片连接RJ45连接器并进一步与调试网口连接；所述第三单片机通过蓝牙与蓝牙天线连接，并通过USB接口实现调试，所述前面板上设置有开关按键和设置按键，用于实现人机交互；

所述型号为LRS-150F的交流转直流电源单元连接取值范围在85V-264V之间的交流电，并转换成24V的直流电输入到电源升压单元，所述电源升压单元还连接取值范围在12V-24V之间的直流电，所述电源升压单元对所述第二电源处理单元及第二电源和控制接口提供28V的直流电。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

（1）将电调极化技术应用到车载动中通卫星通信设备中，提高极化调整的可靠性和实效性，进一步提高动中通产品的性能；可快速、高效、解决卫星通信中极化适配问题，提高通信质量；

（2）提出了一种采用电调极化、支持宽电压电源输入、具备“一线通”的车载动中通宽带卫星终端实现方法，即使设备的车内部分与车外部分，供电、通信、控制室仅使用1根射频线缆接口完成设备连接，操作简单，安装快捷；

（3）设备供电支持DC10到DC26V输入，能够满足支持DC12V小汽车和DC24V货车安装，具备更广的通用性。设备同时具备交流供电接口，可满足AC85~264V市电供电；

（4）采用电调极化，现对于传统的机械调整极化方式，还具有以下优势：1）电调极化调整无需运动部件，可靠性高；2）电调极化通过控制两个正交线极化波的幅度和相位，结合相关算法可实时对极化脚进行调整；3）极化校准过程中可结合卫星信标、DVB以及载波数据，通过控制极化调整模块中的移相器、衰减器，能够实现极化自动调整。

附图说明

图1为本发明天馈系统的模块示意图；

图2为本发明天馈系统的电路模块连接示意图；

图3为本发明天线套件模块示意图；

图4为本发明伺服跟踪系统的模块示意图；

图5为本发明ACU模块的信号处理单元的模块示意图；

图6为图5中升频模块的电路模块连接示意图；

图7为ACU模块的控制单元的模块示意图；

图8为图7中控制单元的前面板的电源分配示意图；

图9为第一弯针插座示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本发明提出了一种车载动中通卫星通信天馈系统，如图1、图2所示，分别与供电通信模块、馈电系统、伺服跟踪系统、信标机连接，所述信标机安装在伺服跟踪系统中，所述天馈系统包括天线和射频收发模块；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括电源电路和第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接；

所述电源电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接。

工作原理：天线实现卫星射频信号的收发；射频收发模块完成射频与中频的转换，并具备收、发电调极化跟踪，接收和发射极化切换功能。

射频收发模块完成射频与中频的转换，频率转换的本质是通过乘法器来实现。

其中下行通信链路，Ku接收天线阵面接收来自卫星的10.95～12.75GHz信号后并经波导(无源)馈入LNB，信号经LNB实现10.95～12.75GHz到950～2150MHz信号的转换并馈入MODEM，MODEM实现信号解调并转换为IP信号，并经网线通过RJ45发往路由器，路由器通过网线或者WiFi将信号发往用户设备，用户设备一般具备WiFi或者以太网接入能力。

上行通信链路，用户设备一般具备WiFi或者以太网接入能力，用户信号通过WiFi路由器或者以太网接入MODEM，MODEM将用户IP信号调制为950～2150MHz中频信号后馈入BUC，经BUC实现950～2150MHz到13.75～14.5GHz的转换后经波导(无源)、发射天线阵面(无源)，发射天线阵面向卫星发送无线信号(13.75～14.5GHz)；

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，如图1、图2所示，进一步地，所述接收电调极化电路包括水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器、第一电桥、第二电桥、第一移相器、第二移相器；所述水平极化低噪声放大器的输入端与双工器的一个输出端连接后，依次与第一电桥、第一移相器、第二电桥、水平极化低噪声下变频器连接；所述垂直极化低噪声放大器的输入端与双工器的另一个输出端连接后，依次与第一电桥、第二移相器、第二电桥、垂直极化低噪声下变频器连接；

所述第一控制单元分别与水平极化低噪声放大器、垂直极化低噪声放大器、第一移相器和第二移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述射频收发模块还包括第一合路器、第一功分器；所述馈电接口电路包括第二合路器、下变频模块；

所述第一合路器的两个输入端分别与所述垂直极化低噪声下变频器、水平极化低噪声下变频器连接，输出端与所述第一功分器连接，所述第一功分器的一个输出端与信标机连接，所述第一功分器的另一个输出端依次与下变频模块、第二合路器的输入端连接；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接；

所述电源电路与下变频模块连接。

工作原理：本方案中接收电调极化电路包括分别与双工器的两个第一输出端连接的水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器，水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器的输出端通过第一电桥分别与第一移相器和第二移相器连接。第一移相器和第二移相器的输出端通过第二电桥分别与第一高频头LNB和第二高频头LNB的输入端连接；第一控制单元分别与水平极化低噪声放大器、垂直极化低噪声放大器、第一移相器和第二移相器连接；电源电路分别与水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器连接。

利用水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器补偿第一移相器、第二移相器、第一电桥和第二电桥带来的损耗。第一高频头LNB和第二高频头LNB还不仅可以同时输出两路正交的线极化波(水平和垂直)，也可以输出圆极化波。LNB输出线极化还是圆极化信号，是由卫星转发器转发的下行信号的极化确定的，LNB仅是起到频率转换和放大输出信号的作用；

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，如图1、图2所示，进一步地，所述发射电调极化电路包括第三电桥、；说明书一并修改第三移相器、第四移相器、第二功分器；所述馈电系统接口电路的输出端连接第二功分器，所述第二功分器分别连接第三移相器和第四移相器，所述第三移相器和第四移相器分别与第三电桥连接，所述第三电桥分别与所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器分别连接双工器的一个输入端；

所述第一控制单元分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、第三移相器和第四移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接。

工作原理：发射电调极化电路包括分别与水平极化上变频功率放大器和垂直极化上变频功率放大器的输入端连接的第三电桥，第三电桥的两个输入端分别通过第三移相器和第四移相器与第二功分器的两个输出端连接。第二功分器的输入端与馈电系统接口电路连接；第一控制单元分别与第三移相器和第四移相器连接。

第一控制单元通过控制第一移相器、第二移相器、第三移相器和第四移相器实现接收和发送的极化调整以及极化跟踪。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，为了更好地实现本发明，如图1、图2所示，进一步地，所述馈电接口电路包括第二合路器、滤波器；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接，所述第二合路器的输出端依次与滤波器、第二功分器连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述电源电路包括依次连接的馈电电路、降压电路、电源处理电路，所述馈电电路连接外部输入的+26V电源，所述电源处理电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接；

天馈系统还包括与电源电路连接的两个风扇，用于分别对天馈系统中发热器件BUC和LNB散热，从而进一步提升该天馈系统的稳定性。

工作原理：馈电系统接口电路包括第二合路器，第二合路器的输入端通过下变频单元与第一功分器的第二输出端连接；第二合路器的输出端通过高通滤波单元与第二功分器的输入端连接，第二合路器的输出输出端与馈电系统接口连接。电源单元与下变频单元连接。电调极化后第一高频头LNB和第二高频头LNB输出的中频信号先经第一合路器合路，再经下变频单元下变频到70MHz(以便于与Modem TX中频信号区分)后与馈电系统传输来的Modem TX中频信号经第二合路器合路后用一个通道传输，从而减少该天馈系统的输入输出接口。信标机接口为接头母头，从而与伺服跟踪系统中的信标机连接。馈电系统接口为接头母头，从而与馈电系统连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本发明还提出来了一种车载动中通卫星通信天线套件，如如图1、图2、图3所示，安装在车辆上，与手机通讯连接，所述天线套件包括安装在车辆外部的底座，在底座上安装有转台，所述天线套件还包括安装在车辆内部的ACU模块、馈电系统；所述ACU模块设置蓝牙单元，所述手机上设置与蓝牙单元通信的APP软件；所述底座中设置供电通信模块；所述转台中设置依次连接的天线、射频收发模块、伺服跟踪系统；所述伺服跟踪系统中安装有信标机；所述射频收发模块和伺服跟踪系统分别与供电通信模块连接；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例5的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图4所示，所述伺服跟踪系统包括控制板、第二信标机、第一信标机、俯仰驱动器、方位驱动器、惯导和GPS，以及GPS天线，所述控制板上设置有第一单片机，及与第一单片机连接的第一信标机接口、第二信标机接口、射频收发模块接口、双工器和40MHz调制解调单元、惯导接口、俯仰电机接口、方位电机接口、电源和RS485接口；

所述第二信标机接口与用于对比测试的第二信标机连接；所述第一信标机接口与第一信标机连接，所述第一信标机与射频收发模块连接；所述射频收发模块接口与所述射频收发模块的第一控制单元连接；所述双工器和40MHz调制解调单元通过射频连接器输出接口与射频收发模块连接，通过射频连接器输入接口与供电通信模块、ACU模块连接；所述惯导接口通过惯导和CPS实现与GPS天线的连接；所述电源和RS485接口通过供电通信模块实现电源连接，并通过供电通信模块与ACU模块连接；所述俯仰电机接口与所述俯仰驱动器连接，所述方位电机接口与所述方位驱动器连接。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例7：

本实施例在上述实施例5-6任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，所述馈电系统还与供电通信模块连接，所述ACU模块通过馈电系统与供电通讯模块连接，并通过供电通讯模块与伺服驱动模块连接；

所述馈电系统中还设置有MUC单片机、及与MUC单片机模块连接的两个风扇、温度传感器接口，并通过温度传感器接口外接温度传感器；由温度传感器测试天线套件的温度，并反馈给MCU单片机，并由MCU单片机控制两个风扇的转速进行降温。

本实施例的其他部分与上述实施例5-6任一项相同，故不再赘述。

实施例8：

本实施例在上述实施例5-7为了更好地实现本发明，进一步地，如图5、图6、图7、图8所示，所述ACU模块包括信号处理单元、控制单元和外部调制解调器；

所述信号处理单元包括第二双工器、第三功分器、升频模块、第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关、第二单片机、立式射频连接器、调制解调单元、第一电源和控制接口、第一电源处理单元；

所述第二双工器的输入端与馈电系统连接，一个输出端连接第三功分器，另一个输出端连接调制解调单元；所述第三功分器的一个输出端连接升频模块后与第一单刀双掷射频开关的固定端连接，所述第一单刀双掷射频开关的两个选择端分别连接外部调制解调器的RX接口和所述立式射频连接器；所述第三功分器还有一个输入端连接所述第二单刀双掷射频开关的固定端，所述第二单刀双掷射频开关的两个选择端分别与外部调制解调器的TX接口以及所述立式射频连接器连接；所述调制解调单元与所述第三单片机连接，且所述第三单片机还与所述第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关之间实现信号控制连接；所述单片机通过RS485通讯接线与电源和所述第一控制接口连接；所述第二电源和控制接口还分别与第一电源处理单元及第二双工器的输入端连接；

所述控制单元包括第三单片机、第二电源和控制接口、第二电源处理单元、RJ45连接器、电源升压单元、型号为LRS-150F的交流转直流电源单元，以及与第三单片机连接的交换机芯片、WiFi路由器、以太网芯片、蓝牙、前面板、USB接口、连接器；还包括WiFi天线、LAN总线、调试网口、蓝牙天线；

所述第三单片机通过RS485通讯接线与第二电源和控制接口连接，所述第二电源和控制接口与第一电源和控制接口之间实现DC 28V的电源连接及通过RS485通讯接线的讯息连接；所述第三单片机通过连接器连接汽车自适应巡航控制ACC电源信号，还通过WR5570接口连接交换机芯片；所述交换机芯片与RJ45连接器和WiFi路由器连接，所述WiFi路由器与WiFi天线连接，并通过RJ45芯片连接LAN总线；所述第三单片机通过以太网芯片连接RJ45连接器并进一步与调试网口连接；所述第三单片机通过蓝牙与蓝牙天线连接，并通过USB接口实现调试，所述前面板上设置有开关按键和设置按键，用于实现人机交互；

所述型号为LRS-150F的交流转直流电源单元连接取值范围在85V-264V之间的交流电，并转换成24V的直流电输入到电源升压单元，所述电源升压单元还连接取值范围在12V-24V之间的直流电，所述电源升压单元对所述第二电源处理单元及第二电源和控制接口提供28V的直流电。

本实施例其他部分与上述实施例5-7任一项相同，故不再赘述。

实施例9：

本实施例在上述实施例5-8任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，关于器件的型号，天线的型号为SOMA-600P-A，双工器的型号SGQ150-SK，水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器的型号为ZPX-CGD，第一电桥、第二电桥和第三电桥的型号为TH2810D，水平极化高频头LNB和垂直极化高频头LNB的型号为Ku band LNB U125X-2，第一合路器和第二合路器的型号为SP2-5A，第一功分器和第二功分器的型号为GS02-04、下变频单元的型号为NSFC01-01，滤波器的型号为CW4L2-20A-S，水平极化上变频功率放大器和垂直极化上变频功率放大器的型号为NJT8302UF，第一控制单元的控制芯片的型号为ICN20605。

天线套件的工作原理为：

信号接收：通过天线接收卫星信号，并将卫星信号经双工器、接收电调极化电路馈入水平极化高频头LNB和垂直极化高频头LNB，水平极化高频头LNB和垂直极化高频头LNB进行信号的转换，并将转换后的信号经馈电系统接口电路和馈电系统馈入ACU单元中的MODEM，MODEM进行信号解调并将解调后的信号转换为IP信号，然后经网线通过RJ45发往路由器；路由器通过网线或者WiFi将信号发往用户设备。

信号发射：用户将需求对星数据经过基带处理后通过ACU相应用户操作指令，控制单元的DVB、信标机分别进行卫星DVB信号、信标信号处理后，通过Modem对信号信标进行电路处理调制成为模拟信号载波，信号载波经过变频器（即LNB）变成所使用的卫星频段（如C波段、Ku波段、Ka波段），经过相应的功率放大器（即双工器）放大后，由对准卫星的天线发射出去。

天馈系统通过伺服跟踪系统接口将伺服跟踪系统所需中频信号输入伺服跟踪系统(伺服跟踪系统需要获取中频输入信号作为对准卫星的判断依据)。伺服跟踪系统基于该中频输入信号自动对星。

实施时，ACU单元一般安装在车内；馈电系统、天馈系统和伺服跟踪系统安装在车外(天馈系统和伺服跟踪系统安装在转台上，也即天线与射频收发模块集成后与伺服跟踪系统全部一体化集成在转台上面随方位一起转动)。其中，通过天线与射频收发模块一体化尽量缩小转台部分的高度，可提高美观程度和减小车行阻力，从而提高产品竞争力。

本方案中电源单元通过第一弯针插座与伺服跟踪系统的电源接口连接，进而从馈电系统取电(馈电系统先将电传输至伺服跟踪系统，再由伺服跟踪系统经第一弯针插座将电输送至电源单元，从而为伺服跟踪系统和天馈系统供电)。同时为减少接口，伺服跟踪系统接口通过第一弯针插座的引脚9和10与伺服跟踪系统连接。所述第一弯针插座的示意图如图9所示。

本实施例其他部分与上述实施例5-8任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载动中通卫星通信天馈系统，分别与供电通信模块、馈电系统、伺服跟踪系统、信标机连接，所述信标机安装在伺服跟踪系统中，其特征在于，包括天线和射频收发模块；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括电源电路和第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接；

所述电源电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接。

2.如权利要求1所述的一种车载动中通卫星通信天馈系统，其特征在于，所述接收电调极化电路包括水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器、第一电桥、第二电桥、第一移相器、第二移相器；所述水平极化低噪声放大器的输入端与双工器的一个输出端连接后，依次与第一电桥、第一移相器、第二电桥、水平极化低噪声下变频器连接；所述垂直极化低噪声放大器的输入端与双工器的另一个输出端连接后，依次与第一电桥、第二移相器、第二电桥、垂直极化低噪声下变频器连接；

所述第一控制单元分别与水平极化低噪声放大器、垂直极化低噪声放大器、第一移相器和第二移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化低噪声放大器和垂直极化低噪声放大器连接。

3.如权利要求1或2所述的一种车载动中通卫星通信天馈系统，其特征在于，所述射频收发模块还包括第一合路器、第一功分器；所述馈电接口电路包括第二合路器、下变频模块；

所述第一合路器的两个输入端分别与所述垂直极化低噪声下变频器、水平极化低噪声下变频器连接，输出端与所述第一功分器连接，所述第一功分器的一个输出端与信标机连接，所述第一功分器的另一个输出端依次与下变频模块、第二合路器的输入端连接；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接；

所述电源电路与下变频模块连接。

4.如权利要求1所述的一种车载动中通卫星通信天馈系统，其特征在于，所述发射电调极化电路包括第三电桥、第三移相器、第四移相器、第二功分器；所述馈电系统接口电路的输出端连接第二功分器，所述第二功分器分别连接第三移相器和第四移相器，所述第三移相器和第四移相器分别与第三电桥连接，所述第三电桥分别与所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器分别连接双工器的一个输入端；

所述第一控制单元分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、第三移相器和第四移相器连接；

所述电源电路分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接。

5.如权利要求4所述的一种车载动中通卫星通信天馈系统，其特征在于，所述馈电接口电路包括第二合路器、滤波器；所述第二合路器的输入输出端与所述供电与通信模块连接，所述第二合路器的输出端依次与滤波器、第二功分器连接。

6.如权利要求5所述的一种车载动中通卫星通信天馈系统，其特征在于，所述电源电路包括依次连接的馈电电路、降压电路、电源处理电路，所述馈电电路连接外部输入的+26V电源，所述电源处理电路分别与第一控制单元、接收电调极化电路、发射电调极化电路、馈电系统接口电路连接。

7.一种车载动中通卫星通信天线套件，安装在车辆上，与手机通讯连接，其特征在于，包括安装在车辆外部的底座，在底座上安装有转台，所述天线套件还包括安装在车辆内部的ACU模块、馈电系统；所述ACU模块设置蓝牙单元，所述手机上设置与蓝牙单元通信的APP软件；所述底座中设置供电通信模块；所述转台中设置依次连接的天线、射频收发模块、伺服跟踪系统；所述伺服跟踪系统中安装有信标机；所述射频收发模块和伺服跟踪系统分别与供电通信模块连接；

所述射频收发模块包括双工器、接收电调极化电路、水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器、馈电系统接口电路、伺服跟踪系统接口电路；所述双工器与天线连接，且所述双工器的两个输出端分别通过接收电调极化电路与水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器连接，所述水平极化低噪声下变频器、垂直极化低噪声下变频器还与信标机和馈电系统接口电路连接；所述馈电系统接口电路与馈电系统连接；

所述射频收发模块还包括发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器；与馈电系统连接的所述馈电系统接口电路与所述发射电调极化电路的输入端连接，所述发射电调极化电路的输出端分别与水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器连接，所述水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器的输出端分别与所述双工器的两个输入端连接；

所述射频收发模块还包括第一控制单元，所述第一控制单元分别与发射电调极化电路、水平极化上变频功率放大器、垂直极化上变频功率放大器、接收电调极化电路和伺服跟踪系统接口电路连接，所述伺服跟踪系统接口电路与伺服跟踪系统连接。

8.如权利要求7所述的一种车载动中通卫星通信天线套件，其特征在于，所述伺服跟踪系统包括控制板、第二信标机、第一信标机、俯仰驱动器、方位驱动器、惯导和GPS，以及GPS天线，所述控制板上设置有第一单片机，及与第一单片机连接的第一信标机接口、第二信标机接口、射频收发模块接口、双工器和40MHz调制解调单元、惯导接口、俯仰电机接口、方位电机接口、电源和RS485接口；

所述第二信标机接口与用于对比测试的第二信标机连接；所述第一信标机接口与第一信标机连接，所述第一信标机与射频收发模块连接；所述射频收发模块接口与所述射频收发模块的第一控制单元连接；所述双工器和40MHz调制解调单元通过射频连接器输出接口与射频收发模块连接，通过射频连接器输入接口与供电通信模块、ACU模块连接；所述惯导接口通过惯导和CPS实现与GPS天线的连接；所述电源和RS485接口通过供电通信模块实现电源连接，并通过供电通信模块与ACU模块连接；所述俯仰电机接口与所述俯仰驱动器连接，所述方位电机接口与所述方位驱动器连接。

9.如权利要求8所述的一种车载动中通卫星通信天线套件，其特征在于，所述馈电系统还与供电通信模块连接，所述ACU模块通过馈电系统与供电通讯模块连接，并通过供电通讯模块与伺服驱动模块连接；

所述馈电系统中还设置有MUC单片机、及与MUC单片机模块连接的两个风扇、温度传感器接口，并通过温度传感器接口外接温度传感器；由温度传感器测试天线套件的温度，并反馈给MCU单片机，并由MCU单片机控制两个风扇的转速进行降温。

10.如权利要求9所述的一种车载动中通卫星通信天线套件，其特征在于，所述ACU模块包括信号处理单元、控制单元和外部调制解调器；

所述信号处理单元包括第二双工器、第三功分器、升频模块、第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关、第二单片机、立式射频连接器、调制解调单元、第一电源和控制接口、第一电源处理单元；

所述第二双工器的输入端与馈电系统连接，一个输出端连接第三功分器，另一个输出端连接调制解调单元；所述第三功分器的一个输出端连接升频模块后与第一单刀双掷射频开关的固定端连接，所述第一单刀双掷射频开关的两个选择端分别连接外部调制解调器的RX接口和所述立式射频连接器；所述第三功分器还有一个输入端连接所述第二单刀双掷射频开关的固定端，所述第二单刀双掷射频开关的两个选择端分别与外部调制解调器的TX接口以及所述立式射频连接器连接；所述调制解调单元与所述第三单片机连接，且所述第三单片机还与所述第一单刀双掷射频开关、第二单刀双掷射频开关之间实现信号控制连接；所述单片机通过RS485通讯接线与电源和所述第一控制接口连接；所述第二电源和控制接口还分别与第一电源处理单元及第二双工器的输入端连接；

所述控制单元包括第三单片机、第二电源和控制接口、第二电源处理单元、RJ45连接器、电源升压单元、型号为LRS-150F的交流转直流电源单元，以及与第三单片机连接的交换机芯片、WiFi路由器、以太网芯片、蓝牙、前面板、USB接口、连接器；还包括WiFi天线、LAN总线、调试网口、蓝牙天线；

所述第三单片机通过RS485通讯接线与第二电源和控制接口连接，所述第二电源和控制接口与第一电源和控制接口之间实现DC 28V的电源连接及通过RS485通讯接线的讯息连接；所述第三单片机通过连接器连接汽车自适应巡航控制ACC电源信号，还通过WR5570接口连接交换机芯片；所述交换机芯片与RJ45连接器和WiFi路由器连接，所述WiFi路由器与WiFi天线连接，并通过RJ45芯片连接LAN总线；所述第三单片机通过以太网芯片连接RJ45连接器并进一步与调试网口连接；所述第三单片机通过蓝牙与蓝牙天线连接，并通过USB接口实现调试，所述前面板上设置有开关按键和设置按键，用于实现人机交互；

所述型号为LRS-150F的交流转直流电源单元连接取值范围在85V-264V之间的交流电，并转换成24V的直流电输入到电源升压单元，所述电源升压单元还连接取值范围在12V-24V之间的直流电，所述电源升压单元对所述第二电源处理单元及第二电源和控制接口提供28V的直流电。

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